Een effectief productieproces voor femurballen tot stand brengen

Na het slijpen verbetert een hoonbewerking de oppervlakteafwerking voor een laatste polijstbewerking. Een automatisch wielmeetproces helpt ervoor te zorgen dat elke hoonbewerking begint vanaf de juiste invoerpositie.
Fotocredit:ANCA

Deskundigen uit de medische industrie schatten dat orthopedische heupoperaties tot 2026 jaarlijks met 5% zullen toenemen. Dit is geen verrassing, gezien de toenemende vergrijzing van de wereldbevolking. Met deze trend zal een grotere vraag ontstaan ​​naar apparaten en componenten om deze procedures te ondersteunen, evenals apparatuur om ze te produceren. Een voorbeeld is het ANCA-bewerkingsproces voor het slijpen van femurkogels, dat samen met slijpschijvenfabrikant Tyrolit is ontwikkeld. Dit proces levert naar verluidt kwaliteit en consistentie in de afgewerkte femurkogel, met behulp van gespecialiseerde machinebesturing en technologie op de ANCA MX7 lineaire CNC-slijpmachine.

Effectieve prestaties van femurballen die worden gebruikt in heupprothese-implantaten, vereisen consistentie van rondheid, grootte en oppervlakteafwerking. Om dit te bereiken heeft ANCA een proces ontwikkeld op zijn MX7 Linear-machine dat een reeks opeenvolgende slijp-, hoon- en eindpolijstbewerkingen toepast in hetzelfde werkbereik. Het resultaat is een oppervlakteafwerking op de bal van minder dan 0,01 micron Ra en een ronding van het onderdeel van minder dan 3 micron.

De eerste stap in het proces is het nauwkeurig op maat slijpen van het eerste deel. Met behulp van geplateerde CBN-slijpschijven wordt overtollig materiaal van het ruw gedraaide deel verwijderd. Deze bewerking maakt stroomopwaartse processen gemakkelijker door de tolerantie-eisen voor het onderdeel tijdens het slijpen te versoepelen.

Hierna volgen een reeks fijne hoonprocessen die een stapsgewijze verbetering van de oppervlakteafwerking opleveren. Applicatie-ingenieurs van ANCA en Tyrolit hebben samen een proces ontwikkeld dat stabiele productieresultaten op de femurkogel oplevert.

Hoewel Tyrolit-wielen speciaal zijn ontwikkeld voor toepassingen met femurkogels, treedt natuurlijk slijtage op tijdens het productieproces. Volgens ANCA was het goed gepositioneerd om deze uitdaging aan te gaan, aangezien het de ontwerper en fabrikant is van zijn eigen LinX lineaire motoren, evenals het CNC- en servoaandrijfsysteem dat de machine en de slijpschijfbeweging bestuurt. ANCA-systeemingenieurs hebben voor deze toepassing een nieuw besturingsalgoritme ontwikkeld waarmee een operator de gewenste krachten kan programmeren die door de aanzetschijf op de femurkogel worden uitgeoefend. Met deze geprogrammeerde kracht wordt het wiel tijdens het slijten met een constante snelheid in de bal gevoerd. De drie verschillende Tyrolit-wielen die worden gebruikt, kunnen worden geprogrammeerd met hun eigen unieke slijpkrachtparameter om een ​​spiegelende oppervlakteafwerking en consistente tolerantie voor de onderdeelgrootte te bereiken.

Een laatste polijstbewerking levert een spiegelafwerking op het werkoppervlak van de femurkogel. Fotocredit:ANCA

Daarnaast is een automatisch meetproces voor de wielen ontwikkeld om ervoor te zorgen dat elke hoonbewerking begint vanaf de juiste invoerpositie. Er wordt gezegd dat dit procesconsistentie oplevert, ongeacht de wielslijtage na elke hoonbewerking.

Een laatste polijstbewerking is de laatste stap, het creëren van een spiegelende afwerking op het werkoppervlak van de bal. Dit is van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat mechanische wrijving en slijtage in het uiteindelijke heupimplantaat tot een minimum worden beperkt.

De oppervlakteafwerking van afgewerkte ballen is minder dan 0,01 micron Ra. Fotocredit:ANCA

De ANCA MX7 Linear heeft een zeswielige pack-wisselaar waarmee alle slijp-, hoon- en polijstbewerkingen in één opstelling kunnen worden uitgevoerd. Bovendien kan het gereedschap dat wordt gebruikt voor de productie van de femurkogel eenvoudig worden gewijzigd voor toepassingen voor de productie van snijgereedschappen. Als gevolg hiervan kunnen fabrikanten, in plaats van een speciale machine voor de productie van femurkogels aan te schaffen, hun machine gebruiken voor andere CNC-slijptoepassingen die passen bij hun markt- en bedrijfsmodel. Zo is het slijpen van chirurgische roterende messen, boren en ruimers evenals femorale heupraspen allemaal mogelijk op dezelfde MX7 Linear-machine.