Snížené náklady, optimalizovaná kvalita a reprodukovatelnost

Pro zpracování kyčelních kloubů nahrazuje společnost MBN Präzisionstechnik ruční broušení s následnou elektropoliturou dvoustupňovým, automatizovaným procesem brusného leštění. Brusný finišer Rösler, model R 4/700 SF, umožňuje přesné zpracování až dvanácti kyčelních kloubů současně. Kromě výrazných úspor nákladů a času přináší tento proces také zlepšení a reprodukovatelnost kvality. (Fotografie: MBN Präzisionstechnik GmbH)

Kyčelní pouzdra jsou připevněna na speciálně navržené upínací zařízení, které lze použít pro různé typy a velikosti kyčelních pouzder. V první fázi se při mokrém broušení a předbroušení používá směs z plastových brusných tělísek v kombinaci se speciálním brusem. (Foto: MBN Präzisionstechnik GmbH) / The hips stems are attached to a specially designed clamping device that can be universally used for all hip stem types and sizes. For the first finishing stage - wet grinding & pre-polishing – a mix of plastic media in combination with a special compound is utilized. (Photo: MBN Präzisionstechnik GmbH)

Pro druhý krok procesu se pracovní nádoba jednoduše vymění. Leštění probíhá suchým způsobem s produktem z mázové celulózy s minimem prachu. (Foto: MBN Präzisionstechnik GmbH) / For the second finishing stage, the processing bowl is simply exchanged with another one. The polishing stage takes place in dry mode with a maizorb media producing a minimum of dust. (Photo: MBN Präzisionstechnik GmbH)

Pro optimální péči o pacienta musí různé oblasti kyčelních pouzder splňovat odlišné požadavky na povrch. Aby bylo možné na krční oblasti implantátů vytvořit hladký a vysoký lesk povrchu, nahradil výrobce přesných dílů ruční broušení následovaným elektropolírováním dvoustupňový, automatizovaný proces broušení. Bruska Rösler R 4/700 SF umožňuje přesné jednotlivé obrábění dvanácti kyčelních pouzder současně. Kromě výrazných úspor nákladů a času přináší tento proces také zlepšení a reprodukovatelnost kvality.

Strojní výroba přesných mechanických komponentů a sestav je oblastí, jíž se společnost MBN Präzisionstechnik GmbH se sídlem v Pottendorfu v Dolním Rakousku věnuje již 20 let. Hlavním zaměřením je výroba chirurgických implantátů a nástrojů z titanu a nerezové oceli. Společnost certifikovaná podle DIN 13485 má nejen nejmodernější strojní park včetně laserového značení a 3D měřicí techniky, ale také čisté místnosti pro povrchové úpravy a sterilní balení produktů.

Výzva: Částečné obrábění různých kyčelních pouzder

Výroba je do značné míry automatizovaná a zajišťuje úplnou sledovatelnost od surového materiálu po hotový výrobek. Broušení hlavic kyčelních implantátů však dosud probíhalo ručně pomocí předběžného a finálního broušení a následného elektropolírování. Tento výrobní krok nejenže vyžadoval obrovské množství času, personálu a nákladů, ale nebyl ani optimální z hlediska reprodukovatelnosti a udržitelnosti. Generální ředitel Thomas Müllner proto již delší dobu hledal automatizovanou alternativu. „Jelikož je možné brousit pouze přesně definovanou oblast a různé typy pouzder je třeba zpracovávat v různých velikostech, představovala automatizace určitou výzvu. První pokusy a vzorové obrábění byly provedeny u konkurenta od Rösler, který však nedokázal poskytnout uspokojivé výsledky.“

Aplikace pro broušení s tahem

Na doporučení jednoho z koncových zákazníků společnosti MBN následovaly další pokusy s rakouskou pobočkou Rösler, která se nachází v bezprostřední blízkosti a disponuje kombinovaným výzkumným a servisním centrem. Použila se bruska s tahem. Tato speciální zařízení na plynulé broušení umožňuje velmi přesné a cílené jednotlivé obrábění složitě tvarovaných, vysoce kvalitních dílů. Přesně opakovatelné procesní parametry zajišťují reprodukovatelné výsledky. „Rozsáhlé know-how a zkušenosti z outsourcingové výroby významně přispěly k tomu, že jsme v pokusech s tahem velmi rychle vyvinuli dvoustupňový proces s kroky mokrého broušení a suchého leštění, který nám umožňuje dosahovat konzistentně dobrých výsledků při krátkých dobách zpracování,“ vzpomíná Thomas Müllner. Důležitým faktorem byla také technická výhoda zařízení Rösler s vibračním motorem pod pracovní nádobou. „Vibrace pracovní nádoby zajišťují, že pracovní médium je optimálně promícháno a všechny relevantní oblasti kyčelních pouzder jsou homogenně zpracovávány,“ dodává jednatel.

Automatické zpracování s dvěma pracovními nádobami

Společnost MBN Präzisionstechnik se rozhodla pro kompaktní brusku R 4/700 SF. Tato plug-and-play zařízení má pracovní nádobu s průměrem 700 mm a karusel s čtyřmi pracovnímmi vřeteny, z nichž každé má tři držáky dílů. Karusel a vřetena jsou poháněna samostatnými motory, takže jejich pohyb je možné nastavovat individuálně a nezávisle na sobě. Součástí zařízení je také druhá pracovní nádoba, kterou lze snadno a rychle vyměnit pomocí dopravního zařízení.

Před broušením jsou oblasti kyčelních pouzder, které se nemají zpracovávat, zakryty maskováním a implantáty jsou ručně upevněny v držácích dílů. „Vyvinuli jsme upínací zařízení, které můžeme používat pro všechny typy a velikosti pouzder,“ poznamenává Thomas Müllner. Držáky jsou pak připojeny k pracovním vřetenům.

Po spuštění příslušného obráběcího programu, který je uložen v programovatelné řídicí jednotce zařízení, se vřetena otáčejí a pohybují se do obráběcího média. Při mokrém broušení se používá směs z plastově pojitých brusných těl s různými geometriemi a s odpovídajícím brusivem. Karusel a vřeteno se pohybují v definované otáčkové rychlosti proti sobě. Přibližně v polovině doby zpracování – která trvá méně než hodinu – se obvykle provádí změna směru otáčení. To zajišťuje, že hlavice kyčelních pouzder jsou obrobeny rovnoměrně ze všech stran. Pro úpravu kapaliny z procesu mokrého broušení společnost MBN Präzisionstechnik dále investovala do poloautomatického systému cirkulace procesní vody Z 800 od Rösler. Oběhové řízení kapaliny šetří životní prostředí a výrazně snižuje náklady na proces.

Leštění probíhá pomocí rostlinného suchého lešticího média. Tento krok, při němž doba zpracování výrazně nepřesahuje 20 minut, je možné provést výměnou pracovní nádoby. „Díky automatickému procesu broušení s tahem jsme mohli dále zvýšit kvalitu a reprodukovatelnost. Naopak, náklady na broušení a leštění hlavic pouzder jsou nyní asi jen třetina původních. Tato investice se tak vrátí přibližně za tři roky,“ uzavírá Thomas Müllner.