Alta seguridad del proceso y aumento de la productividad en el mecanizado selectivo de las epífisis femorales

Para el procesamiento de los implantes femorales, la nueva planta de Smith+Nephew cuenta actualmente con dos células de fabricación, cada una con tres acabadoras por arrastre. Las centrífugas automáticas para la preparación del agua del proceso están equipadas con la gestión digital del agua del proceso "Advanced" de Rösler Smart Solutions para una mayor seguridad del proceso. (Foto: Rösler Oberflächentechnik GmbH) / Actualmente, la nueva planta de Smith+Nephew opera con dos células de fabricación, cada una con tres acabadoras por arrastre. Para mejorar aún más la estabilidad del proceso, las centrífugas Z1000 completamente automáticas están equipadas con el sistema de gestión digital del agua del proceso "Advanced" de Rösler Smart Solutions. (Foto: Rösler Oberflächentechnik GmbH)

Las instalaciones de acabado por arrastre R 6/1000 SF cuentan con un recipiente de trabajo con un diámetro de 1.000 mm y un carrusel portador para seis husillos de trabajo. Son ideales para el mecanizado preciso y selectivo de piezas complejas y sensibles a daños, como componentes de fémur. (Foto: Rösler Oberflächentechnik GmbH) / Los acabadores por arrastre R 6/1000 SF consisten en un recipiente de procesamiento con un diámetro de 1.000 mm y un carrusel con seis husillos giratorios. Debido a que las piezas de trabajo no se tocan entre sí durante la operación de lijado y pulido, los acabadores por arrastre RÖSLER son ideales para el procesamiento preciso de piezas delicadas y complejas de alto valor, como componentes de fémur. (Foto: Rösler Oberflächentechnik GmbH)

La puesta en marcha de los acabadores por arrastre se realizó en Rösler en Untermerzbach por Jürgen Preiser, Ingeniero Senior de Fabricación en Smith+Nephew, Johannes Schorr y Sebastian Schuberth, del equipo Rösler (de izquierda a derecha). (Foto: Rösler Oberflächentechnik GmbH) / Los acabadores por arrastre fueron puestos en marcha en la planta de Rösler en Untermerzbach, Alemania. La puesta en marcha fue realizada por Jürgen Preiser, Ingeniero Senior de Fabricación en Smith+Nephew, y Johannes Schorr y Sebastian Schuberth del equipo Rösler (de izquierda a derecha). (Foto: Rösler Oberflächentechnik GmbH)

Para los diferentes implantes, existen especificaciones precisas sobre la calidad de la superficie. Por ejemplo, en la zona exterior de las piezas del fémur se requiere una superficie homogénea, muy lisa y de alto brillo, lo que hace necesaria una preparación parcial. (Foto: Rösler Oberflächentechnik GmbH) / Cada implante está sujeto a especificaciones precisas de acabado superficial. Por ejemplo, la superficie exterior de los componentes del fémur requiere un acabado homogéneo, muy suave y pulido. Esto exige el tratamiento de áreas de superficie especialmente definidas en las piezas de trabajo. (Foto: Rösler Oberflächentechnik GmbH)

Para una atención óptima al paciente, los diferentes ámbitos de los implantes deben presentar distintas propiedades superficiales. En la nueva planta de alta tecnología de Smith+Nephew en Malasia, actualmente se emplean dos células de fabricación con tres sistemas de acabado por arrastre R 6/1000 SF cada una para el tratamiento superficial selectivo de las partes del fémur. La equipación de las dos centrífugas automáticas Z1000 con la gestión digital del agua de proceso "Advanced" de Rösler Smart Solutions garantiza una mayor seguridad en el proceso. Una contribución adicional la realiza la monitorización continua y el tratamiento periódico de los cuerpos de lijado.

Smith+Nephew es una de las principales empresas de tecnología médica que se ha propuesto restablecer el cuerpo y la confianza en las personas mediante el uso de tecnologías que eliminan los límites de la vida. Para ello, alrededor de 18.000 empleados en más de 100 países trabajan cada día para mejorar la excelencia de su cartera de productos en los tres ámbitos comerciales globales: ortopedia, gestión moderna de heridas, medicina deportiva y otorrinolaringología, mediante el desarrollo y la aplicación de tecnologías innovadoras. Esto también se refleja en la nueva planta de alta tecnología en Penang, Malasia, que principalmente apoyará el negocio de ortopedia mediante la fabricación de productos para prótesis de rodilla y cadera.

El acabado superficial – un criterio de calidad decisivo

"Para los diferentes implantes existen especificaciones precisas sobre la calidad superficial que deben tener", explica Jürgen Preiser, ingeniero senior de fabricación en Smith+Nephew. Él acompaña la puesta en marcha de las células de tratamiento superficial para implantes de rodilla de aleaciones de cobalto-cromo en la nueva planta en Malasia. Así, en las superficies internas de las partes del fémur, se debe lograr una rugosidad definida para una integración óptima, mientras que en la superficie exterior se requieren superficies homogéneas, muy lisas y pulidas de alto brillo para evitar el desgaste durante los movimientos. Esto hace necesaria una labor de tratamiento parcial, pero de altísima calidad y reproducible, en las superficies exteriores de estas partes del fémur.

Acabado por arrastre – la solución para un lijado selectivo y sin contacto

La empresa ha optado por las máquinas de acabado por arrastre R 6/1000 SF de Rösler para esta tarea exigente. Se trata de sistemas de lijado por arrastre especializados, diseñados para el tratamiento preciso y selectivo de piezas complejas, de alta calidad y sensibles a daños. Las partes del fémur no deben tocarse entre sí durante el proceso de lijado o pulido. Los parámetros del proceso, controlados por SPS, y adaptables a cada perfil de requerimiento, garantizan resultados reproducibles. "Dado que utilizamos máquinas y procesos idénticos en nuestra planta en Memphis, EE. UU., para esta aplicación, contamos con experiencia y conocimientos específicos. Esto facilita y acelera la aprobación. Otro factor que favorece a Rösler como socio es su presencia global, con una oficina en Singapur. Además, Rösler desarrolla y fabrica tanto las máquinas como los medios de proceso, asegurando una coordinación óptima y la seguridad en el suministro", concreta Jürgen Preiser las razones de la decisión.

Dos células de fabricación con tres máquinas cada una

La planta en la península de Malasia está equipada actualmente con dos células de fabricación. En cada una, se integran tres sistemas de acabado por arrastre para los pasos de prelijado con cuerpos de lijado de cerámica, lijado fino con cuerpos de lijado de plástico y pulido en seco con un medio vegetal. Para no interrumpir la cadena de proceso durante tareas de mantenimiento, en todas las máquinas puede realizarse el proceso de pulido en seco y, en cuatro de las seis máquinas, también el proceso húmedo.

Aumento de aproximadamente un 50% en la productividad mediante una sujeción optimizada de las piezas

Las máquinas cuentan con un depósito de trabajo de 1.000 mm de diámetro y un carrusel portapiezas para seis husillos de trabajo. Están equipadas con soportes específicos para las piezas, que permiten posicionar las partes del fémur de modo que solo se trabajen las áreas definidas. La optimización de los soportes permite que, en lugar de dos, puedan sujetarse tres partes del fémur, garantizando aún así un tratamiento de alta calidad y en todas sus caras. "Esto nos permite procesar simultáneamente 18 partes del fémur. Lo que supone un aumento en la capacidad de casi un 50% y una mejora significativa", señala entusiasmado Jürgen Preiser.

Durante el proceso de lijado o pulido, el carrusel giratorio sumerge las piezas sujetadas en los husillos en la masa de cuerpos de lijado en movimiento. Una regulación estándar de la profundidad de inmersión garantiza que se respete exactamente la profundidad establecida para cada pieza. La intensidad del proceso puede ajustarse de forma óptima a las diferentes partes del fémur mediante los accionamientos independientes y ajustables del carrusel y los husillos. La mayor carga adicional por la colocación de una pieza adicional en cada husillo requiere que toda la tecnología de la planta, incluidos los accionamientos, esté preparada para un rendimiento superior. Esto es estándar en las máquinas Rösler, por lo que se mantienen los demás parámetros del proceso, incluida la profundidad de inmersión, logrando tiempos de ciclo mínimos.

Monitorización y tratamiento de los cuerpos de lijado garantizan el resultado

Los parámetros clave del proceso para garantizar la reproducibilidad del acabado son el volumen de llenado y la composición de los cuerpos de lijado en el depósito. La cantidad de llenado se supervisa visualmente y mediante sensores, y el operador recibe una advertencia cuando se requiere una acción. "Para asegurar la calidad del tratamiento, también hemos optado por el sistema de tratamiento de cuerpos de lijado. En esta planta, equipada con una estación de tamizado, se limpian semanalmente los cuerpos de cerámica y plástico, y se separan los que superan un tamaño definido", describe Jürgen Preiser.

Mayor seguridad en el proceso mediante gestión digital del agua de proceso

Para la limpieza de los líquidos de proceso de los pasos de lijado en húmedo de las dos células de fabricación, Smith+Nephew ha invertido en dos centrífugas automáticas Z1000. "Esto nos permite tratar el agua de proceso por separado para cuerpos de cerámica y plástico, evitando problemas como la formación de espuma", informa Jürgen Preiser. Además, en los controles de las centrífugas está integrada la gestión digital del agua de proceso de Rösler Smart Solutions. Esta innovadora solución de monitorización interactiva para la limpieza y tratamiento del agua de proceso permite supervisar, registrar y analizar hasta 14 parámetros de proceso seleccionables, como la concentración de compuestos, pH y carga microbiológica. Los valores objetivo y los rangos de tolerancia de los parámetros relevantes se almacenan en el software, y los resultados medidos se registran automáticamente. Si alguno de los parámetros presenta desviaciones, se indica y el personal recibe recomendaciones de acción fáciles de entender y de implementación inmediata para devolver el agua de proceso a los valores establecidos, garantizando así la calidad del producto. "Con esta solución digital, no solo controlamos mejor el tratamiento del agua de proceso, sino que también simplificamos la formación del personal, que hasta ahora no tenía experiencia en este tema", explica Jürgen Preiser. Además, la grabación automática de los valores permite detectar cambios en el agua de proceso durante un período prolongado, facilitando la planificación de cambios necesarios en la operación. También se pueden lograr ahorros en el consumo de agua y compuestos. La recopilación completa de datos sigue siendo útil como prueba de la calidad y estabilidad del proceso durante auditorías de calidad y para documentación.

"Con las dos primeras células de fabricación, actualmente estamos en fase de validación; se prevé comenzar la producción en serie en la primavera de 2023. Paralelamente, estamos planificando con Rösler otras dos células de fabricación para productos y procesos idénticos", concluye Jürgen Preiser.