При шліфуванні та поліруванні внутрішніх ділянок тазостегнових чашок для більшості виробників все ще переважають обробні рішення на основі ЧПУ. Однак з появою обробки в ротаційному вібраторові та індивідуально розробленим пристроєм для затиску для цього завдання з'явився значно економічніший процес, який є менш трудомістким і легко досягає необхідних значень шорсткості з високою відтворюваністю. Компанія Rösler Oberflächentechnik розробила двоступеневий процес, при якому можна обробляти до 35 тазостегнових чашок одночасно. Це стало можливим завдяки спеціально розробленій системі затиску заготовок.
Гіпсові чаші або ацетабулярні чаші для застосувань з "подвійною мобільністю" зазвичай виготовляються з кобальт-хрому або титану, обробляються механічно і потім проходять первинну обробку поверхні шляхом тонкого шліфування або тонкого обертання. Після цього процесу обробки поверхня зазвичай має значення Ra в межах від 1 до 0,6 мкм. Однак для використання в людському тілі значення шорсткості повинно бути значно нижчим, а саме максимум 0,05 мкм. Лише так можна забезпечити оптимальну роботу гіпсової чаші, достатнє змащення власними рідинами організму та уникнути підвищеного тертя між PE - вставкою та металевою чашею.
Шліфування внутрішніх поверхонь як виклик обробки
Для технології шліфування особливим викликом у цьому випадку обробки є не досягнення вимогливого значення шорсткості, а критичне положення оброблюваної поверхні в середині півсфери. Це представляє собою так звану формотворчу геометрію, якій абразивні тіла не можуть активно слідувати.
При вільному русі заготовок у обробному контейнері внутрішні простори, безумовно, заповнилися б абразивними тілами, проте ефективна обробка відбувалася б виключно на зовнішніх поверхнях, оскільки всередині не виникає достатнього відносного руху.
У цьому конкретному випадку Rösler може використати свій весь досвід у обробці поверхонь, зокрема в техніці глітч-обробки, і також виграє від власної розробки та виробництва. «Ми обробляємо вертлюги в круговому вібраторові без куполу. Ці установки спочатку були розроблені для авіаційної промисловості, де високоякісні та складні деталі повинні оброблятися особливо дбайливо до матеріалу, але при цьому з високими показниками зняття матеріалу. Ця спеціальна конструкція робочого контейнера відрізняється від класичного кругового вібратору тим, що двигун не розташований у центральній частині обробного контейнера, тобто в куполі, а зовні на робочому контейнері. Таким чином, всередині створюється місце для пристрою для затискання з унікальним вкладенням, в якому вертлюги можуть бути надійно зафіксовані», - пояснює Міхаель Штрібе, глобальний експерт з продажу та процесів у Rösler. Таким чином, відносний рух також передається на внутрішні області вертлюгів, і процес шліфування та полірування може бути розпочато.
Як обробні засоби компанія Rösler використовує спеціально розроблені для медичної техніки пластикові шліфувальні тіла, а також сухий полірувальний засіб. Шліфувальні тіла мають таку тонку структуру, що з їх допомогою можна досягти дуже низьких значень шорсткості поверхні менше Ra 0,05 мкм на стадії попереднього шліфування. Гомогенна та тонка структура забезпечує ідеальну поверхню для фінальної полірування. При цьому шорсткість ще раз покращується до 0,02 мкм або нижче. Тривалість обробки залежить від використаного основного матеріалу та стану заготовки.
Гладке шліфування як економічніша альтернатива роботизованій обробці.
Полірування та шліфування тазостегнових чашок за допомогою роботів відбувається швидко, проте виникає значний обсяг роботи через програмування, моніторинг процесу та компенсацію зносу для кожної окремої деталі. Роботизоване полірування означає, що кожну деталь потрібно окремо піднімати та закріплювати. Для кожного розміру деталі потрібна окрема, точно визначена програма для робота. Додатково виникає знос інструментів: чи то полірувальний інструмент, щітка чи інші спеціалізовані інструменти, знос постійно змінюється, і цей знос потрібно враховувати в процесі. Сам робот не може компенсувати це, оскільки він лише слідує заданому маршруту. Подібна ситуація спостерігається і з ручною обробкою, яка також швидка, але абсолютно економічно невигідна. Загроза нерівномірності якості є ще одним ризиком, оскільки оператор не завжди може дотримуватися однакових параметрів обробки, а знайти досвідчений персонал, особливо для цих обробних процесів, стає все важче.
При глицшліфуванні в бездоменному круговому вібраторові після завантаження обладнання потрібно лише визначити час обробки, решту процесу виконує сама машина. Не потрібен ні оператор, ні додаткова автоматизація – обладнання потребує лише шліфувальних або полірувальних засобів, води та електрики. Також знос шліфувального засобу не впливає на результат обробки в цьому процесі. Лише рівень заповнення в обладнанні потрібно підтримувати постійним.
„Результат – це більш стабільна та загалом вища якість поверхні з рівномірнішими структурами“, пояснює Майкл Шрібе, який вже близько десяти років обслуговує клієнтів у сфері медичної техніки у своїй ролі глобального експерта з продажу та процесів у компанії Rösler: „З досвіду я вважаю, що поверхні, оброблені вібраційною шліфовкою, є більш тонкими та якісними, що особливо проявляється в тому, що ми регулярно значно перевищуємо вимоги до шорсткості. В залежності від початкової шорсткості можливі результати обробки поверхні до Ra 0,01 мкм – за дотримання всіх формальних допусків. Це виняткова якість, яка підкреслює ефективність та результативність цього процесу.“
Моніторинг процесів та підвищення ефективності завдяки цифровізації
При обробці поверхонь у медичній техніці, особливо коли йдеться про імплантати, важливими є не лише економічність процесу та суворе дотримання визначених значень шорсткості та формальних допусків. Окрім відтворюваного досягнення необхідної якості поверхні, весь процес обробки також повинен бути повністю зрозумілим, стабільним і повторюваним, з документуванням на всіх етапах. Всеосяжний моніторинг деталей і процесів є центральною умовою для валідованих і відповідних до аудиту виробничих процесів.
Ці вимоги повністю реалізуються з поточною версією програмного забезпечення для цифровізації Rösler Smart Solutions (RSS) Comfort. Програмне забезпечення автоматично контролює та цифровізує якість процесуальної води, самостійно бере проби через визначені інтервали, документує результати вимірювань і автоматично компенсує відхилення шляхом цілеспрямованого додавання визначених добавок. Це забезпечує стабільну якість процесуальної води, підтримує відтворюваність результатів обробки та гарантує постійну високу якість оброблених компонентів. Якщо система виявляє додаткову потребу в діях, вона інформує оператора і надає чітку, документовану інструкцію до дій. Усі внесені корективи також документуються і завжди можуть бути відстежені.
Рішення, що відповідає вимогам майбутнього, адаптоване для галузі
Розробка цього ефективного процесу шліфування та полірування в бездоменному круговому вібраторові пропонує Rösler економічну альтернативу класичному роботизованому або ручному поліруванню. Високі витрати на персонал під час ручного полірування зменшуються приблизно на 70-80% при гідравлічному шліфуванні, лише завантаження все ще потрібно виконувати вручну. Висока відтворюваність, видатна якість поверхні та можливість цифрового моніторингу та управління процесом за допомогою Rösler Smart Solutions (RSS) Comfort роблять цей процес безпечним для майбутнього рішення для точного оброблення піддонів. «Під час розробки процесу обробки ми уважно вивчили проблемні моменти звичайних ринкових процесів і точно адаптували наше рішення до них», - пояснює Майкл Штрібе. «Це стало можливим лише завдяки об'єднаній компетенції в машинобудуванні, розробці процесів та виробництві технологічних засобів, які об'єднані під одним дахом у Rösler. Майбутнє обробки піддонів лежить у бездоменному круговому вібраторові.»
Контакт:
