Precisiebewerking voor de medische industrie

Het voldoen aan de strenge kwaliteitseisen voor de afwerking van medische onderdelen kan uitdagingen opleveren die niet elke machine aankan.

Aangezien de vraag naar vooruitgang in de geneeskunde blijft versnellen, grotendeels gedreven door de toenemende gemiddelde leeftijd van de bevolking, worden fabrikanten in de medische ruimte uitgedaagd om gelijke tred te houden. Hoewel deze fabrikanten van nature aangetrokken kunnen worden tot nieuw ontwikkelde machines om tegemoet te komen aan de behoeften van klanten voor een efficiëntere productie van complexe onderdelen, moeten ze niet verrast zijn door de resultaten die ze kunnen behalen met een machine die zichzelf in de loop van de tijd heeft bewezen.

Machines maken voor medische onderdelen

Bumotec is fabrikant van bewerkingscentra, draaimolens en transfermachines. Het valt onder de Starrag Group - een beursgenoteerd bedrijf met 1800 werknemers, gevestigd in Zwitserland maar met productiefaciliteiten daar, evenals in Frankrijk, Duitsland en het VK. Het verkoopkantoor van de VS, met ongeveer 35 werknemers, is sindsdien gevestigd in Hebron, Kentucky. 2001.

Bumotec is een van de acht kernbedrijven binnen de groep, met een sterke focus op medische en micromechanische onderdelen. Het werd aanvankelijk ontwikkeld om de horloge-industrie te dienen en breidde uiteindelijk zijn reikwijdte uit voor vergelijkbare onderdelen in andere industrieën. Of het nu gaat om high-mix/low-volume of serieproductie, de onderdelen zijn doorgaans van hoge waarde en hebben kleine, complexe vormen.

Bumotec's FTLs191-RP hoge precisie frees-draai (s191, afgekort), de al lang bestaande vlaggenschipmachine van het bedrijf, is ontworpen om afgewerkte onderdelen van bar te leveren en is succesvol gebleken op medische en micromechanische onderdelen, evenals op halfgeleiders, munitie en andere complexe microcomponenten zoals die in de horloge-industrie. Dit is een blik op hoe de machine aan populariteit heeft gewonnen bij de productie van femurkoponderdelen voor een aantal medische fabrikanten.

Onderdelen produceren "Van reep tot doos"

De FTLs191-RP freesdraai levert uiterst nauwkeurige medische en micromechanische onderdelen van staaf tot doos in één enkele handeling.

De s191 is 15 jaar geleden ontwikkeld om complexe vormen aan te kunnen met een geslepen afwerking of een maattolerantie tot vier decimalen - hoogwaardige onderdelen. Het wordt vaak gebruikt bij moeilijke materialen zoals titanium, waspaloy, keramiek, glas, kwarts, inconel en roestvrij staal. De machine wordt standaard geleverd met een staafduwer, maar wordt in de VS meestal uitgevoerd met een staafaanvoer en spanentransporteur. Er kan ook een palletlader worden gebruikt.

Een van de voordelen van de machine die de neiging heeft om op te vallen, is de heropname-eenheid, een volledige subspil die werkt als een rollover-station, waardoor bewerking in horizontale of verticale positie mogelijk is.

Hoewel het een zevenassige machine is (met vijfassige gelijktijdige bewerking), is deze exclusief verkrijgbaar met de Fanuc 31i-B5-besturing als een oplossing om de bediening ervan te vereenvoudigen. Het bedrijf beschouwt de machine als een wereldwijde machine en heeft daarom de FANUC-besturingsstandaard voor deze machine gemaakt vanwege de internationale bekendheid en het vermogen om elke bewegingsas bij de productie van precisieonderdelen aan te kunnen.

De lineaire motor, direct aangedreven koppelmachine heeft 25 pk op de C-hoofdas, 15 pk op de B-as en 12 pk op de heropname (het gebruikt kogelomloopspindels op twee plaatsen voor OSHA-veiligheid, maar alleen voor positionering en niet op de bewerkingsassen). De retake spindel ligt in lijn met de C-as en heeft bijna evenveel kracht. Maar zodra het het werkstuk van de C ontvangt, kan het worden geheroriënteerd om het onderdeel verticaal te bewerken.

De machine is voorzien van een terugneemeenheid:een volledige subspil die werkt als een rollover-station, waardoor bewerking in horizontale of verticale positie mogelijk is.

Een andere optie is een bankschroef met twee kaken die naast de tegenspil wordt gemonteerd en die ook kan worden gebruikt om werk te grijpen. Als de tegenspil niet nodig is voor het draaien, kan de bankschroef het onderdeel van de afsnijding nemen, het opnieuw oriënteren en vasthouden voor freeswerk.

De meeste machines, die op een spantang zijn gebaseerd, worden verkocht als staafgevoede freesoplossingen, maar ze kunnen ook worden ingesteld voor onbewerkte onbewerkte stukken. Ze kunnen werken met staafdiameters van 32 mm tot 65 mm. Bumotec werkt nauw samen met Hainbuch en andere leveranciers voor snelwisseloplossingen die de noodzaak voor productie- en laadinrichtingen elimineren. Door de snelle installatie en omschakeling past de machine goed in een prototype-omgeving met een hoge mix en een laag volume.

De flexibiliteit die wordt geboden door het op spantangen gebaseerde systeem en de mogelijkheid om onderdelen "van staaf tot doos" te produceren, zoals het bedrijf promoot, voldoen aan de behoeften van de klanten, van wie velen een medische ISO-accreditatie en/of FDA-accreditatie hebben. Ze vereisen de mogelijkheid om een ​​gevestigd proces te tonen dat overdraagbaar en herhaalbaar is op meerdere machines, dat met consistente precisie wordt verkregen, van installatie tot omschakeling, op één enkel platform.

De machine beschikt ook over meetmogelijkheden in de gereedschapswisselaar.

De gereedschapswisselaar biedt plaats aan maar liefst drie lagen, met 30 gereedschappen per laag.

De OMP400 optische taster is uitgerust met Renishaw-technologie en meet het onderdeel, en de TS27R insteltaster voor contactgereedschap controleert op gereedschapsbreuk in lengte en diameter. Het is een compacte machine, maar biedt toch een goede stijfheid van 10.000 pond. Het standaard spiltoerental is 30.000 tpm, met een optie van 40.000 tpm, en de lineaire aandrijvingen bieden een acceleratie van 1,2 G. Met behulp van een 3-laagse carrousel in bruidstaartstijl, biedt de gereedschapswisselaar plaats aan 90 gereedschappen (30 per plaat).

Hoe een femurkop te bewerken

Hoewel de s191 wordt gebruikt voor een reeks complexe onderdelen voor verschillende industrieën, doet één toepassing er goed aan om zijn volledige mogelijkheden te demonstreren. Tijdens een heupvervangende operatie (uitgevoerd om artritische pijn te verlichten of soms als behandeling voor heupfracturen) wordt de heupkop - de bal aan het bovenste uiteinde van het dijbeen (dijbeen) - vervangen door een prothese. Bumotec is gespecialiseerd in machineaanpassingen voor processen zoals de productie van de heupkop en heeft een mooie marktniche gevonden voor medische leveranciers die deze onderdelen nodig hebben.

Volgens het bedrijf is het kant-en-klare proces dat het voor deze onderdelen heeft ontwikkeld, anders dan hoe het in het verleden was geproduceerd. Het maakt gebruik van de heropname-eenheid om het onderdeel in de werkzone te manipuleren, het van staaf tot afgewerkt product te brengen, inclusief draaien, frezen, slijpen en superfinishing. De familie van femurkoponderdelen omvat drie verschillende maten, gemaakt van chroom-kobaltstaaf. Er worden verschillende diameters en spantangen gebruikt om de verschillende onderdeelafmetingen aan te kunnen, maar het programma en de gereedschappen blijven hetzelfde. Slijpstenen kunnen ook worden afgesteld, van 28 mm tot 35 mm.

De femurkop, gemaakt van chroom-kobaltstaaf, vereist draaien, frezen, slijpen en superfinishing.

Tijdens de productie van het onderdeel verwerkt station één, de hoofdspil, de ID, het gezicht en de beginfasen van de OD. De subspil ontvangt dan het onderdeel met een Ottet-spantang, een merk spantang dat voornamelijk is ontworpen voor dunwandige werkstukken die het mogelijk maakt om op de ID of de OD te klemmen. Voor de cutoff-operatie van de femurkop wordt deze geklemd door uit te zetten op de ID. In dit stadium wordt de bol van het onderdeel gesneden, beginnend in de horizontale positie (voor een betere spaanafvoer) en vervolgens naar verticaal gedraaid. Er worden drie verschillende korrelgroftes aangebracht, waarna polijst- en superfinish-werkzaamheden het onderdeel op de machine voltooien.

De afwerking van het onderdeel is 4 micron en het duurt ongeveer 12 minuten om te voltooien. De echte waarde van de machine zit in zijn autonome karakter bij het produceren van onderdelen zoals de heupkop. Het programma is al geschreven. Als de staven eenmaal zijn geladen, heeft de machine weinig toezicht. Zolang er materiaal beschikbaar is en vers gereedschap in de gereedschapswisselaar wordt bewaard, kan de machine oneindig blijven produceren. De gereedschapswisselaar bevindt zich buiten de werkzone, dus gereedschappen kunnen in elke fase van het proces worden vervangen.

Als de machine onbeheerd werkt, kan de machinist worden ingezet om overdag iets anders te doen. Hij of zij kan drie of vier machines tegelijkertijd bedienen of is betrokken bij andere projecten. De kant-en-klare machine kan een robuust, herhaalbaar proces leveren dat weinig monitoring behoeft. Wanneer het de vloer raakt, maakt het meteen onderdelen en het goed gedefinieerde proces kan eenvoudig worden overgebracht naar andere locaties voor herhaalbaarheid van het proces.

Gepalletiseerd laden

In de showroom van Bumotec is de s191 opgesteld met een palletizer in plaats van een barfeeder voor de productie van de heupkop. Er worden tien pallets tegelijk geladen, elk met 20 tot 30 werkstukken (afhankelijk van de stukgroottes). De B-as wordt gebruikt voor zowel bewerking als onderdeelmanipulatie. Met behulp van een HSK 40 gereedschapshouder voert de B-as draai- en freesbewerkingen uit tijdens het bewerkingsproces. Maar zodra het onderdeel compleet is, wordt het huidige gereedschap vervangen door een Schunk-grijper met twee kaken. De pallet komt terug in de werkzone en de B-as grijpt de bal en laadt deze terug op de pallet. De focus is om de mensen uit de machine te halen en het proces voor zichzelf te laten zorgen.