Pri brušenju in poliranju notranjih površin acetabularnih skodelic so za večino proizvajalcev še vedno CNC-podprte metode prva izbira obdelave. Vendar pa z drsno obdelavo v krožnem vibracijskem stroju in posebej razvitim nosilcem za to nalogo obstaja znatno bolj ekonomičen postopek, ki je manj zapleten in zlahka ter ponovljivo doseže zahtevane vrednosti hrapavosti. Rösler tehnologija površin je razvila dvo-stopenjski postopek, pri katerem je mogoče hkrati obdelati do 35 acetabularnih skodelic. To je mogoče zahvaljujoč posebej razvitemu nosilcu za obdelavo.
Acetabularne skodelice ali acetabularni pokali za aplikacije 'Dual Mobility' so običajno izdelani iz kobalt-kroma ali titana, se obdelujejo s struženjem in nato prejmejo prvo obdelavo površine s fino brušenjem ali fino struženjem. Po tem postopku je Ra-vrednost surovih delov običajno v razponu med 1 in 0,6 µm. Za uporabo v človeškem telesu pa mora biti vrednost hrapavosti znatno nižja, in sicer največ 0,05 µm. Le tako je zagotovljeno, da acetabularna skodelica deluje optimalno, je dovolj navlažena s telesnimi mazivi in ne pride do povečane trenja med PE - vložkom in kovinsko skodelico.
Brušenje notranjih površin kot izziv pri obdelavi
Za drsno brušenje je posebna izziv v tem primeru ne dosego zahtevane vrednosti hrapavosti, temveč kritična pozicija obdelovane površine znotraj polkrogle. Ta predstavlja tako imenovano obliko zajemanja, ki ji brusni materiali ne morejo aktivno slediti.
Pri prostem gibanju delov v obdelovalni posodi bi se notranji prostori sicer napolnili z brusnimi materiali, vendar bi učinkovita obdelava potekala izključno na zunanjih površinah, saj v notranjosti ne pride do zadostnega relativnega gibanja.
V tem konkretnem primeru lahko Rösler izkoristi svoje celotno znanje na področju obdelave površin, še posebej v drsni obdelavi, in koristi tudi od lastnega razvoja in proizvodnje. 'Acetabularne skodelice obdelujemo v krožnem vibracijskem stroju v brez-domski izvedbi. Ti sistemi so bili prvotno razviti za letalsko industrijo, kjer je treba visoko kakovostne in kompleksne komponente obdelovati še posebej varčno z materialom, hkrati pa z visokimi stopnjami odstranjevanja. Ta posebna oblika delovne posode se razlikuje od klasičnega krožnega vibracijskega stroja po tem, da motor ni v srednji kupoli obdelovalne posode, torej v domu, temveč zunaj na delovni posodi. Tako se v notranjosti ustvari prostor za nosilec z edinstvenim vložkom, v katerem so acetabularne skodelice trdno pritrjene,' pojasnjuje Michael Striebe, globalni prodajni in procesni strokovnjak pri Röslerju. Tako se relativno gibanje prenese tudi na notranje površine acetabularnih skodelic in se lahko začne postopek brušenja in poliranja.
Kot obdelovalna sredstva Rösler uporablja posebej za medicinsko tehniko razvite plastične brusne materiale ter suho polirno sredstvo. Brusni materiali so tako fino zasnovani, da je mogoče z njimi doseči zelo nizke površinske hrapavosti pod Ra 0,05 µm pri predhodnem brušenju. Homogen in fin sestav zagotavlja popolno površino za končno poliranje. Pri tem se hrapavost še enkrat izboljša na 0,02 µm ali manj. Čas obdelave je odvisen od uporabljenega osnovnega materiala in stanja surovih delov.
Drsno brušenje kot ekonomičnejša alternativa robotiziranemu končanju
Poliranje in brušenje acetabularnih skodelic s strani robotov poteka sicer hitro, vendar pa nastane znatna obremenitev zaradi programiranja, nadzora procesa in kompenzacije obrabe za vsak posamezen del. Robotizirano poliranje pomeni, da je treba vsak del posebej prevzeti in pritrditi. Za vsako velikost dela je potrebno posebno, natančno definirano robotsko programiranje. Poleg tega pride do obrabe orodja: ne glede na to, ali gre za polirno orodje, krtačo ali druge specializirane pripomočke, se odstranjevanje nenehno spreminja, ta obraba mora biti upoštevana v procesu. Sam robot tega ne more nadomestiti, saj sledi le predpisani poti. Podobno velja za ročno končno obdelavo, ki je prav tako hitra, vendar popolnoma neučinkovita. Tveganje za nepravilnosti v kakovosti je še eno tveganje, saj operater ne more vedno upoštevati istih obdelovalnih parametrov, izkušeno osebje pa je še posebej težko najti za te obdelovalne procese.
Pri drsni obdelavi v brez-domski krožni vibracijski napravi pa je po nalaganju naprave potrebno le določiti čas obdelave, preostali postopek prevzame sama naprava. Ni potrebno nobeno osebje ali dodatna avtomatizacija - naprava potrebuje le brusna ali polirna sredstva, vodo in elektriko. Tudi obraba brusnega sredstva pri tem postopku nima vpliva na rezultat obdelave. Le nivo napolnjenosti v napravi je treba ohranjati konstanten.
'Rezultat je bolj konstantna in na splošno višja kakovost površine z bolj enakomernimi strukturami,' pojasnjuje Michael Striebe, ki že približno deset let skrbi za stranke v medicinski tehniki v svoji funkciji globalnega prodajnega in procesnega strokovnjaka pri Röslerju: 'Iz izkušenj menim, da so površine drsnega brušenja bolj fine in kakovostne, kar se še posebej kaže v tem, da redno znatno podcenjujemo zahtevane vrednosti hrapavosti. Glede na začetno hrapavost so rezultati površine lahko Ra 0,01 µm - ob upoštevanju vseh oblikovnih toleranc. Izjemna kakovost, ki poudarja učinkovitost in delovanje tega postopka.'
Nadzor procesov in povečanje učinkovitosti z digitalizacijo
Pri procesih obdelave površin v medicinski tehniki, zlasti ko gre za implantate, pa niso v ospredju le ekonomičnost postopka in dosledno upoštevanje definiranih vrednosti hrapavosti in oblikovnih toleranc. Poleg ponovljivega doseganja zahtevane kakovosti površine mora biti tudi celoten postopek obdelave v svojem nastajanju, stabilnosti in ponovljivosti popolnoma sledljiv in brez vrzeli dokumentiran. Obsežno spremljanje delov in procesov je osrednja predpostavka za validirane in revizijsko skladne proizvodne procese.
Te zahteve je mogoče v celoti izpolniti z aktualno različico digitalizacijske programske opreme Rösler Smart Solutions (RSS) Comfort. Programska oprema samodejno nadzira in digitalizira kakovost procesne vode, samostojno jemlje vzorce v definiranih intervalih, dokumentira merilne rezultate in samodejno izravnava odstopanja z namenskim dodajanjem definiranih aditivov. S tem se zagotavlja trajno stabilna kakovost procesne vode, podpira ponovljivost obdelovalnih rezultatov in zagotavlja dosledno visoko kakovost obdelanih komponent. Če sistem zazna dodatno potrebo po ukrepanju, obvesti operaterja in izda jasno, dokumentirano navodilo za ukrepanje. Vse prilagoditve, ki so bile nato izvedene, so prav tako dokumentirane in jih je mogoče kadarkoli preveriti.
Rešitev, prilagojena za prihodnost, po meri industrije
Z razvojem tega učinkovitega postopka brušenja in poliranja v brezdomnem krožnem vibratorju ponuja Rösler ekonomično alternativo klasičnemu robotiziranemu ali ročnemu poliranju. Visoka potreba po delovni sili pri ročnem poliranju se pri gladkem brušenju zmanjša za približno 70-80 %, le napolnitev je še vedno treba opraviti ročno. Visoka ponovljivost, izjemna kakovost površine in možnost digitalnega nadzora in upravljanja procesov s pomočjo Rösler Smart Solutions (RSS) Comfort naredijo postopek prihodnostno varno rešitev za natančno obdelavo dvigalnih posod. „Pri razvoju obdelovalnega procesa smo natančno preučili težave običajnih postopkov in našo rešitev natančno prilagodili tem,“ pojasnjuje Michael Striebe. „To je bilo mogoče le zaradi združene kompetence na področju strojništva, razvoja procesov in proizvodnje postopkovnih sredstev, ki so pri Röslerju združeni pod eno streho. Prihodnost obdelave dvigalnih posod leži v brezdomnem krožnem vibratorju.
Kontakt:
