Vysoká procesní spolehlivost a zvýšení produktivity při selektivní úpravě femorálních štěpů

Pro zpracování femurů má nové zařízení od Smith+Nephew v současné době dvě výrobní buňky, z nichž každá obsahuje tři finišery pro tažení. Automatické centrifugy pro úpravu procesní vody jsou vybaveny digitálním systémem řízení procesní vody „Advanced“ od Rösler Smart Solutions, což zvyšuje bezpečnost procesu. (Foto: Rösler Oberflächentechnik GmbH) / Momentálně nová továrna Smith+Nephew provozuje dvě výrobní buňky, z nichž každá obsahuje tři drag finisher. Pro další zlepšení stability procesu jsou plně automatické centrifugy Z1000 vybaveny digitálním systémem řízení procesní vody „Advanced“ od Rösler Smart Solutions. (Foto: Rösler Oberflächentechnik GmbH)

Zařízení pro povrchové opracování typu Schleppfinish R 6/1000 SF mají pracovní nádrž s průměrem 1 000 mm a nosný karusel se šesti pracovními vřeteny. Jsou ideální pro přesné, selektivní jednotlivé opracování složitě tvarovaných a citlivých na poškození obrobků, jako jsou například femurové díly. (Foto: Rösler Oberflächentechnik GmbH) / Zařízení pro povrchové opracování R 6/1000 SF sestává z pracovní nádoby s průměrem 1 000 mm a karuselu se šesti rotačními vřeteny. Protože obrobky během broušení a leštění nepřicházejí do kontaktu jeden s druhým, jsou zařízení RÖSLER ideální pro přesné opracování citlivých a složitých vysoce hodnotných dílů, například femurových komponentů. (Foto: Rösler Oberflächentechnik GmbH)

Zahájení zkoušky tažných finišerů proběhlo v závodě Rösler v Untermerzbachu, Německo. Zahájení zkoušky provedli Jürgen Preiser, senior manufacturing engineer ve společnosti Smith+Nephew, Johannes Schorr a Sebastian Schuberth z týmu Rösler (zleva doprava). (Foto: Rösler Oberflächentechnik GmbH)

Pro různé implantáty existují přesné specifikace týkající se kvality povrchu. Například vnější povrch femorálních částí vyžaduje homogenní, velmi hladký a vysoce lesklý povrch, což vyžaduje částečné opracování. (Foto: Rösler Oberflächentechnik GmbH) / Each implant is subject to precise surface finishing specifications. For example, the exterior surface of the femur components requires a homogeneous, very smooth and polished finish. This demands the treatment of specially defined surface areas on the work pieces. (Photo: Rösler Oberflächentechnik GmbH)

Pro optimální péči o pacienta musí různé oblasti implantátů vykazovat odlišné povrchové vlastnosti. V novém vysoce technologickém závodě společnosti Smith+Nephew v Malajsii jsou pro selektivní povrchovou úpravu femorálních částí aktuálně v provozu dvě výrobní buňky s třemi zařízeními na leštění R 6/1000 SF. Při úpravě procesní vody zajišťuje vybavení obou automatických odstředivek Z1000 s digitálním systémem řízení procesní vody „Advanced“ od Rösler Smart Solutions zvýšenou bezpečnost procesu. K tomu přispívá také nepřetržité sledování a pravidelná úprava brusných těl.

Smith+Nephew je jedním z předních výrobců zdravotnické techniky, jehož cílem je obnovit tělo a sebevědomí lidí prostřednictvím technologií, které posouvají hranice života. Přibližně 18 000 zaměstnanců pracuje každý den ve více než 100 zemích na zlepšení excelence produktového portfolia ve třech globálních obchodních oblastech: ortopedie, moderního hojení ran a sportovní medicíny a ORL, prostřednictvím vývoje a aplikace inovativních technologií. To je patrné také v novém vysoce technologickém závodě v malajském Penangu, který především podporuje výrobu produktů pro kolenní a kyčelní endoprotézy, a tím přispívá k ortopedickému segmentu společnosti.

Povrchové úpravy – klíčový kritérium kvality

„Pro různé implantáty existují přesné specifikace, jakou kvalitu povrchu musí tyto mít,“ vysvětluje Jürgen Preiser, senior manufacturing engineer ve společnosti Smith+Nephew. Dozoruje výstavbu povrchových úpravnách pro kolenní implantáty z kobalt-chromových slitin v novém závodě v Malajsii. Například na vnitřních plochách femorálních částí je třeba dosáhnout definované drsnosti pro optimální integraci, zatímco na vnějších plochách jsou požadovány homogenní, velmi hladké a vysokého lesku leštěné povrchy, aby se při pohybu zabránilo opotřebení. To vyžaduje částečnou, ale extrémně kvalitní a reprodukovatelnou úpravu vnějších ploch těchto femorálních částí.

Lešticí zařízení – řešení pro selektivní, bezkontaktní broušení

Společnost se pro tento náročný úkol rozhodla pro zařízení R 6/1000 SF od Rösler. Jedná se o speciální zařízení pro broušení, která byla vyvinuta pro přesné, selektivní jednotlivé úpravy složitě tvarovaných, vysoce kvalitních a citlivých dílů. Femoralní části nesmějí během procesu broušení nebo leštění navzájem přijít do kontaktu. Přesně opakovatelné, řízené pomocí PLC a přizpůsobitelné procesní parametry zajišťují reprodukovatelné výsledky. „Protože používáme stejné stroje a procesy v našem americkém závodě v Memphisu pro tuto aplikaci, máme s tímto přístupem zkušenosti a know-how. To usnadňuje a urychluje schválení. Dalším důvodem, proč jsme si vybrali Rösler jako partnera, je celosvětová přítomnost firmy s pobočkou v Singapuru. Navíc Rösler vyvíjí a vyrábí jak zařízení, tak výrobní prostředky, takže vše je dokonale sladěno a zajištěna je bezpečnost dodávek,“ konkretizuje Jürgen Preiser důvody rozhodnutí.

Dvě výrobní buňky s třemi zařízeními každá

Závod na malajském poloostrově je doposud vybaven dvěma výrobními buňkami. Pro jednotlivé kroky předleštění s keramickými brusnými tělísky, jemného leštění s plastovými brusnými tělísky a suchého leštění s rostlinným médiem jsou v každé buňce integrovány tři lešticí zařízení. Aby bylo možné i při údržbě nepřerušovat výrobní řetězec, může být ve všech zařízeních prováděn suchý lešticí proces a ve čtyřech ze šesti zařízení lze provádět jak suché, tak mokré úpravy.

Přibližně o 50 procent vyšší produktivita díky optimalizovanému uchopení dílů

Stroje mají pracovní nádobu o průměru 1000 mm a nosné kolo s šesti pracovními vřeteny. Jsou vybaveny speciálními držáky dílů, které umožňují přesné umístění femorálních částí tak, aby se při zpracování upravovaly pouze definované oblasti. Optimalizace držáků umožnila, že místo dosavadních dvou femorálních částí lze nyní upnout tři díly a přesto je zajištěna vysoká kvalita a všestranná úprava. „To nám umožňuje zpracovat současně 18 femorálních částí. To představuje zvýšení průchodnosti o téměř 50 procent a je to významný nárůst,“ s nadšením poznamenává Jürgen Preiser.

Pro proces broušení nebo leštění ponoří rotující nosné kolo obrobky upevněné na stejně rotujících vřetenech do stojící brusné hmoty. Standardní regulace hloubky ponoření zajišťuje, že stanovená hloubka ponoření je přesně dodržena. Intenzita zpracování se může optimálně přizpůsobit různým femorálním částem pomocí samostatně nastavitelného pohonu kola a vřetena. Zvýšené zatížení způsobené přidáním dalšího femorálního dílu na vřetena samozřejmě vyžaduje, aby byla celá technika zařízení včetně pohonů připravena na vyšší výkon. To je u zařízení Rösler standardní a umožňuje zachovat všechny další parametry zpracování včetně hloubky ponoření a dosáhnout nejkratších cyklů.

Monitoring a úprava brusných tělísek zajišťují kvalitu výsledku

Důležité procesní parametry, které zajišťují reprodukovatelnost zpracování, jsou objem naplnění a složení brusných tělísek v pracovní nádobě. Množství naplnění je sledováno vizuálně i pomocí senzorů a obsluha je upozorněna, pokud je třeba provést akci. „Pro zajištění kvality zpracování jsme se také rozhodli pro systém úpravy brusných tělísek. Tento systém, vybavený sítovou stanicí, čistí keramická a plastová brusná tělíska jednou týdně a třídí je podle velikosti,“ popisuje Jürgen Preiser.

Vylepšená bezpečnost procesu díky digitálnímu řízení procesní vody

Pro čištění procesních kapalin z mokrých pracovních kroků předleštění a jemného leštění obou výrobních buněk investovala společnost Smith+Nephew do dvou plně automatických odstředivek Z1000. „To nám umožňuje upravovat procesní vodu odděleně podle keramických a plastových brusných tělísek, čímž se mohou například předejít problémům s tvorbou pěny,“ uvádí Jürgen Preiser. Navíc je do řídicích systémů odstředivek integrováno digitální řízení procesní vody od Rösler Smart Solutions. Tato inovativní, interaktivní monitorovací řešení pro čištění a úpravu procesní vody umožňuje sledování, zaznamenávání a vyhodnocování až 14, individuálně volitelných, procesních parametrů, mimo jiné koncentrace složení, pH a mikrobiologické zátěže. Referenční a toleranční hodnoty důležitých parametrů jsou uloženy v softwaru a naměřené hodnoty jsou zaznamenávány. Pokud dojde k odchylkám u jednoho nebo více parametrů, je to zobrazeno a obsluha obdrží automaticky snadno srozumitelné a přímo použitelné doporučení k opatřením, která mají vrátit procesní vodu do stanoveného rozsahu a tím zajistit kvalitu produktu. „Díky této digitální řešení máme řízení procesní vody nejen lepší, ale také nám usnadňuje zaškolení zaměstnanců, kteří s tímto tématem dosud neměli zkušenosti,“ vysvětluje Jürgen Preiser. Navíc lze díky automatickému ukládání hodnot sledovat změny v procesní vodě po delší dobu, což umožňuje plánovat výměnu podle potřeby. Úspory vody a složek lze tímto způsobem také dosáhnout. Kompletní zaznamenávání dat je dále užitečné jako důkaz kvality a stability procesu při auditech kvality a pro dokumentaci.

„Se dvěma prvními výrobními buňkami jsme momentálně ve fázi validace, zahájení sériové výroby je plánováno na jaro 2023. Současně plánujeme s Röslerem další dvě výrobní buňky pro stejné produkty a procesy,“ uzavírá Jürgen Preiser.