Medische bewerking:fabrikanten van snijgereedschap bieden inzichten, advies voor succes

De productie van medische implantaten is klaar voor een aanzienlijke groei naarmate technieken en materialen voortdurend worden verbeterd. Hier bieden experts waardevolle inzichten in de materialen, methoden en werktuigmachines die worden gebruikt bij medische bewerkingen.

Elke industriële sector staat voor unieke uitdagingen, maar medische bewerkingen zijn enkele van de grootste. Nauwe toleranties, complexe geometrieën en nauwgezette traceerbaarheid - dit zijn slechts enkele van de hindernissen die medische winkels moeten nemen als ze willen concurreren op dit veeleisende gebied.

Gelukkig zijn er genoeg deskundige mensen bereid om toepassingsadvies te delen, te beginnen met de experts die hier worden genoemd.

Denk aan materialen. Naast de lucht- en ruimtevaart met zijn superlegeringen op hoge temperatuur, komen de metalen die worden gebruikt om medische componenten te maken op een goede tweede plaats in termen van slechte bewerkbaarheid. Dan Doiron, productmanager frezen bij Emuge Corp., legt uit dat kobaltchroomstaafmateriaal en gietstukken bijvoorbeeld vaak worden gebruikt om het femorale (bovenste) onderdeel van een knie-implantaat te maken, waarbij titanium als de tibiale schaal eronder dient. Roestvast staal zoals 17-4 PH komt ook veel voor in medische toepassingen, zoals de chirurgische uitlijnings- en klemhulpmiddelen die worden gebruikt tijdens de installatie van implantaten.

Ze zijn allemaal moeilijk te bewerken en vereisen allemaal materiaalspecifieke snijgereedschappen voor de hoogste productiviteit.
 

“Wat de legering ook is, ik raad klanten altijd aan om onze website of catalogus te raadplegen bij het selecteren van snijgereedschappen”, zegt hij. "We hebben een breed scala aan geometrieën bedoeld voor verschillende medische materialen, evenals coatings die helpen bij het behouden van een lange levensduur en een optimale standtijd."

Derek Nading, applicatie-ingenieur voor M.A. Ford Mfg. Co. Inc., is het daarmee eens en merkt op dat aangepaste snijgereedschappen ook vrij gebruikelijk zijn in de medische sector.

"We maken veel speciale ruimers en stapboormachines voor medisch gebruik, waarbij een winkel misschien twee of meer onderdelen in één bewerking wil voltooien", zegt hij. "En barrelsnijders, ook wel cirkelsegmentgereedschappen genoemd, worden ook steeds populairder, voornamelijk gebruikt voor het versneld afwerken van heupprothesen en andere complexe implantaten."

Onderzoeks- en ontwikkelingsingenieur Jake Rutherford van KYOCERA SGS waarschuwt dat coatings voor snijgereedschappen mogelijk verboden zijn in bepaalde medische toepassingen.

“Daarom bieden we onze gereedschappen gecoat of ongecoat aan”, zegt hij. "Ik ben in winkels geweest waar het moeilijk of zelfs onmogelijk was om een ​​proces te valideren vanwege zorgen dat er microscopisch kleine elementen van de coating op het onderdeel zouden achterblijven, die op hun beurt in het menselijk lichaam zouden kunnen uitlogen."

Een methodische aanpak

Let op die laatste term:procesvalidatie. Net als degenen die kritieke lucht- en ruimtevaartcomponenten maken, moeten medische winkels hun bewerkingsprocessen vaak indienen voor goedkeuring door de klant, en eenmaal gevalideerd, worden ze op hun plaats bevroren. Eventuele afwijkingen van deze processen achteraf vereisen aanvullende goedkeuringen, waardoor continue verbetering op zijn best omslachtig wordt.

Een moraal van dit verhaal is dat medische winkels vroeg in de procesontwikkelingscyclus experts op het gebied van snijgereedschap moeten inschakelen. Dit helpt ervoor te zorgen dat ze de beste tools selecteren, de meest efficiënte toolpaths bepalen en voorkomen dat ze teruggaan naar de klant voor wijzigingen na de validatie. In andere gevallen is het echter de moeite waard om dit te doen, vooral bij klussen die al jaren lopen, of waar de werkplaats anders achterloopt op het gebied van snijgereedschaptechnologie.

Een voorbeeld hiervan komt van OSG USA Inc., waar districtmanager Dustin Loschiavo nauw samenwerkt met een medische winkel in Michigan.

"Wij en enkele van onze technici hebben afgelopen oktober hun faciliteit bezocht nadat ze hadden toegezegd met ons samen te werken", zegt Loschiavo. "We evalueerden hun processen, keken naar hun werktuigmachines en werkstukopspanning en leverden oplossingen waarmee ze jaarlijks meer dan $ 300.000 zouden besparen op slechts vier componenten."

OSG-regiomanager Chris Dravis is niet verrast. "In dit specifieke geval gebruikten ze de 10 jaar oude snijgereedschaptechnologie", zegt hij. “Door ze over te zetten op gereedschappen die zijn ontworpen voor moderne gereedschapsbanen, waren ze in staat de freesbetrokkenheid aanzienlijk te vergroten, waardoor de standtijd en het verspaningspercentage aanzienlijk werden verbeterd. Toegegeven, er zijn interne kosten verbonden aan het teruggaan naar de klant en de tijd nemen om de processen opnieuw te valideren, maar in dit en vele andere gevallen is het de moeite waard."

OSG-districtsmanager Aaron Kwapniewski is het daarmee eens en merkt op dat er momenteel meer dan 6.500 binnenlandse fabrikanten van medische hulpmiddelen zijn, en dat er nog steeds een grote vraag naar hen is om de doorlooptijden te verkorten en de prijzen te verlagen. "Als ze niet profiteren van de nieuwste en beste tools, laten ze geld op tafel liggen en lopen ze het risico misschien zaken te verliezen aan andere concurrenten", merkt hij op.

Dan Doiron van Emuge heeft soortgelijke ervaringen gehad. Hij zegt dat er strikte protocollen bestaan ​​om de consistentie van de implantaatproductie te waarborgen. Traceerbaarheid is van cruciaal belang en vereist dat bedrijven documenteren welke partij materiaal, welke werktuigmachine en zelfs het type snijvloeistof ze voor een specifiek onderdeel gebruiken. "Het is over het algemeen niet toegestaan ​​om over te stappen op een ander merk snijgereedschap zonder te bekijken waarom die verandering nodig is", zegt hij. "Desalniettemin is het vaak een noodzakelijke pijn als winkels concurrerend willen blijven."

Veel van deze onderdelen zijn klein en vallen gemakkelijk in het microbewerkingsgebied. KYOCERA SGS-toepassingsingenieur Jacob Rak somde een handvol kleinere medische componenten op, van stents en botschroeven tot onderdelen voor hartpompen en ademhalingsbewakingssensoren. CNC-draaibanken in Zwitserse stijl worden al lang gebruikt om veel van deze machines te bewerken, met 5-assige bewerkingscentra die vaker worden gebruikt voor de productie van implantaten.

"Medische onderdelen hebben vaak een unieke geometrie en zijn gemaakt van moeilijke materialen, dus het is veeleisend werk", zegt hij. "Ongeacht wat je maakt, je hebt de beste apparatuur nodig die je je kunt veroorloven als je competitief wilt zijn."

Verhoog de balk voor het vasthouden van gereedschap

Ongeacht de bewerkingsmachine, ongeacht het onderdeel, nauwe toleranties en extreem fijne oppervlakteafwerkingen betekenen dat fabrikanten ook de lat voor hun gereedschapsopname hoger moeten leggen. De behoefte aan minimale slingering en maximale stijfheid vereist waar mogelijk gebruik van een krimppassing of hydraulische spankop. Kleine frezen vereisen mogelijk investeringen in speeder-koppen om de juiste werksnelheid te bereiken, en gefilterde hogedrukkoelvloeistof is een must. En volg altijd de aanbevelingen van de fabrikant van het snijgereedschap - de meesten zijn het erover eens dat machinisten vaak bang zijn om het gereedschap zo hard te duwen als zou moeten, wat meestal leidt tot voortijdige slijtage van het gereedschap.

Sommigen zijn ook bang om te investeren in hoogwaardige tools of om hulp te vragen bij het selecteren ervan. Dat is volgens Doiron, die opmerkte dat Emuge, zoals de meeste fabrikanten van snijgereedschappen, wetenschappelijke tests uitvoert van hardmetaalsoorten, coatings, hellings- en helixhoeken, snijwonden en meer. Ja, al deze bedrijven willen tools verkopen, maar de beste manier om dat te doen is door hun klanten succesvolle resultaten te bieden.

“Investeren in de optimale tool voor een toepassing kan het verschil betekenen tussen het uitvallen van het licht, of zelfs tussen winst en verlies”, merkt hij op. "Dat is mijn ervaring, zowel als eindgebruiker als hier bij Emuge."

Welke tips of technieken kunt u delen over medische bewerking? Laat het ons weten in de reacties hieronder.