Koszty zredukowane, jakość i powtarzalność zoptymalizowane

W celu obróbki główek biodrowych, MBN Präzisionstechnik zastąpił ręczne szlifowanie z późniejszą elektropoleracją dwustopniowym, zautomatyzowanym procesem ślizgowym. Szlifierka ślizgowa Rösler, model R 4/700 SF, umożliwia precyzyjną obróbkę jednocześnie do dwunastu główek biodrowych w jednym cyklu. Dzięki temu osiągnięto nie tylko znaczące oszczędności kosztów i czasu cyklu, ale także znacznie poprawiono jakość i uzyskano absolutnie powtarzalne rezultaty wykończenia. (Zdjęcie: MBN Präzisionstechnik GmbH)

Hüftschaft werden an einer eigens konstruierten Spannvorrichtung befestigt, die für unterschiedliche Schafttypen und –größen verwendet werden kann. Im ersten Schritt kommt für das Nassschleifen ein Gemisch aus kunststoffgebundenen Schleifkörpern mit abgestimmtem Compound zum Einsatz. (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)

Na drugim etapie obróbki pojemnik roboczy jest po prostu wymieniany na inny. Polerowanie odbywa się na sucho za pomocą produktu na bazie celulozy kukurydzianej, który generuje minimalną ilość pyłu. (Zdjęcie: MBN Präzisionstechnik GmbH)

W celu zapewnienia optymalnej opieki nad pacjentem, różne obszary gniazd biodrowych muszą spełniać różne wymagania dotyczące powierzchni. Aby uzyskać gładką i wysokopolerowaną powierzchnię w obszarze szyjki implantu, producent precyzyjnych części zastąpił ręczne szlifowanie i elektropolerowanie dwustopniowym, zautomatyzowanym procesem ślizgowym. Szlifierka Rösler R 4/700 SF umożliwia precyzyjną obróbkę pojedynczych elementów, jednocześnie obsługując dwunastu gniazd biodrowych. Oprócz wyraźnych oszczędności kosztów i czasu, prowadzi to do poprawy i powtarzalności jakości.

Produkcja precyzyjnych komponentów i zespołów mechanicznych jest specjalnością firmy MBN Präzisionstechnik GmbH, z siedzibą w Pottendorf w Dolnej Austrii, która od 20 lat zajmuje się tym obszarem. Główny nacisk kładzie się na produkcję chirurgicznych implantów i narzędzi z tytanu i stali nierdzewnej. Firma certyfikowana zgodnie z DIN 13485 dysponuje nie tylko nowoczesnym parkiem maszynowym, w tym rozwiązaniami laserowego oznakowania i techniką pomiarową 3D, ale także czystymi pomieszczeniami do powlekania i sterylnego pakowania produktów.

Wyzwanie: częściowa obróbka różnych gniazd biodrowych

Produkcja jest w dużej mierze zautomatyzowana i zapewnia pełną śledzalność od surowca po gotowy produkt. Polerowanie osłon szyjki implantów biodrowych odbywało się jednak do niedawna ręcznie, poprzez ręczne wstępne i końcowe szlifowanie oraz elektropolerowanie. Ten etap produkcji generował nie tylko ogromne koszty, czas i zasoby ludzkie, ale także nie był optymalny pod względem powtarzalności i zrównoważonego rozwoju. Dyrektor Thomas Müllner od dłuższego czasu poszukiwał zatem zautomatyzowanej alternatywy. „Ponieważ tylko określony obszar może być polerowany, a różne typy szyjki muszą być obrabiane w różnych rozmiarach, automatyzacja stanowiła pewne wyzwanie. Pierwsze próby i próbne obróbki przeprowadzono u konkurenta Rösler, ale nie uzyskano satysfakcjonujących wyników.”

Zastosowanie do ślizgowego wykańczania

Na polecenie końcowego klienta firmy MBN przeprowadzono kolejne próby z austriackim oddziałem Rösler, który znajduje się w bezpośrednim sąsiedztwie i dysponuje centrum testowo-usługowym. W użyciu był szlifierka ślizgowa. Ta specjalna maszyna do ślizgowego szlifowania umożliwia bardzo precyzyjną i ukierunkowaną obróbkę pojedynczych, skomplikowanych i wysokiej jakości elementów. Dokładnie powtarzalne parametry procesu zapewniają powtarzalność wyników. „Obszerne know-how i doświadczenie z własnej produkcji zleconej znacznie przyczyniły się do tego, że w próbach ślizgowego wykańczania szybko opracowaliśmy dwustopniowy proces z etapami szlifowania na mokro i polerowania na sucho, dzięki któremu możemy osiągać stabilne, wysokiej jakości wyniki w krótkim czasie obróbki,” wspomina Thomas Müllner. Kluczową rolę odegrał także techniczny atut maszyny Rösler – wibracyjny silnik pod pojemnikiem roboczym. „Wibracje pojemnika roboczego zapewniają optymalne wymieszanie medium obróbkowego i równomierną obróbkę wszystkich istotnych obszarów gniazd biodrowych,” dodaje dyrektor.

Automatyczna obróbka z dwoma pojemnikami roboczymi

Firma MBN Präzisionstechnik zdecydowała się na kompaktową szlifierkę ślizgową R 4/700 SF. Maszyna typu plug-and-play posiada pojemnik roboczy o średnicy 700 mm oraz karuzelę z czterema wrzecionami roboczymi, z których każde ma trzy uchwyty na części. Karuzela i wrzeciona są napędzane oddzielnymi silnikami, co pozwala na indywidualne i niezależne ustawianie ich ruchów. W skład wyposażenia maszyny wchodzi także drugi pojemnik roboczy, który można łatwo i szybko wymienić za pomocą przenośnika taśmowego.

Przed szlifowaniem niektóre obszary gniazd biodrowych są maskowane, a implanty są ręcznie mocowane w uchwytach. „Opracowaliśmy specjalne urządzenie mocujące, które możemy stosować do wszystkich typów i rozmiarów szyjki,” zauważa Thomas Müllner. Uchwyty są następnie podłączane do wrzecion roboczych.

Po uruchomieniu odpowiedniego programu obróbki, który jest zapisany w programowalnym sterowniku maszyny, wrzeciona obracają się i wjeżdżają w medium obróbkowe. Do szlifowania na mokro używa się mieszanki ściernych ciałek z tworzywa sztucznego o różnych geometriach, z dopasowanym środkiem ściernym. Karuzela i wrzeciona poruszają się w przeciwnych kierunkach z określoną prędkością obrotową. Po około połowie czasu obróbki – która trwa mniej niż godzinę – zwykle następuje zmiana kierunku obrotu, co zapewnia równomierną obróbkę szyjki z każdej strony. Firma MBN Präzisionstechnik zainwestowała także w półautomatyczny system recyrkulacji płynu procesowego Z 800 od Rösler, który służy do przygotowania płynu z procesu szlifowania na mokro. Obieg zamknięty płynu chroni środowisko i znacząco obniża koszty procesu.

Polerowanie odbywa się za pomocą roślinnego środka polerskiego na sucho. W tym etapie, trwającym znacznie poniżej 20 minut, pojemnik roboczy jest po prostu wymieniany. „Dzięki automatycznemu procesowi ślizgowemu mogliśmy zwiększyć jakość i powtarzalność. Z drugiej strony, koszty szlifowania i polerowania osłon szyjki zmniejszyły się do zaledwie jednej trzeciej poprzednich. Ta inwestycja zwraca się więc w około trzy lata,” kończy Thomas Müllner.