Precyzyjne elementy głębokiego tłoczenia dla technologii medycznej z doskonałym szlifem

Rozwój procesu zaokrąglania krawędzi został przeprowadzony na obudowie z stali nierdzewnej o wymiarach 20 mm, używanej w technice medycznej. (Zdjęcie: Hubert Stüken GmbH & Co. KG) / W tym projekcie konieczne było opracowanie procesu zaokrąglania krawędzi dla obudowy ze stali nierdzewnej o wymiarach 20 mm, używanej w urządzeniu medycznym. (Zdjęcie: Hubert Stüken GmbH & Co. KG)

„Wyzwanie przy tym delikatnym obudowie polegało na dużej powierzchni przy ekstremalnie cienkiej grubości ścianek. Do usunięcia materiału na krawędziach potrzebne są wysokie siły, które muszą być jednocześnie tak dobrze kontrolowane, aby nie doszło do odkształceń”, opisuje Dirk Schulz, inżynier projektu w firmie Stüken, zadanie do wykonania. (Zdjęcie: Hubert Stüken GmbH & Co. KG) / Dirk Schulz, inżynier projektu w Stüken, wyjaśnia zadanie wykończeniowe w następujący sposób: „Przy tej delikatnej obudowie głównym wyzwaniem była duża powierzchnia w połączeniu z ekstremalnie cienkimi ścianami. Aby usunąć wystarczającą ilość materiału na krawędziach, potrzebna jest wysoka intensywność obróbki. Jednak intensywność ta musi być ściśle kontrolowana, aby zapobiec odkształceniom”. (Zdjęcie: Hubert Stüken GmbH & Co. KG)

Funkcje głęboko tłoczone są coraz bardziej popularne w produkcji wyrobów medycznych i farmaceutycznych. Aby również w obróbce powierzchni spełnić wysokie wymagania dotyczące produkcji i zarządzania jakością, Stücken Medical korzysta z rozwiązań ślizgowych i środków obróbczych od Röslera.

Od kilku lat ustabilizowany dział Stücken Medical, założony w 1931 roku, odpowiada na rosnące zapotrzebowanie na precyzyjne części głęboko tłoczone z materiałów metalowych w branży medycznej i farmaceutycznej. Portfolio produktów tej rodziny firm, uznawanej za lidera na rynku światowym, obejmuje również elementy wykrawane i wykrawane zginane, komponenty wtryskowe z tworzyw sztucznych oraz skomplikowane zespoły, które są produkowane w pięciu lokalizacjach w Europie, Azji i USA.

„W branży medycznej i farmaceutycznej stawiane są specyficzne wymagania dotyczące części i warunków produkcji. Wiedza i know-how niezbędne do rozwoju i produkcji precyzyjnych elementów zgromadziliśmy w Stücken Medical,” wyjaśnia Andreas Hellmann, kierownik certyfikowanego zgodnie z ISO 13485 działu. Produkowane są między innymi skomplikowane obudowy i zespoły, zawory, wysoce precyzyjne mikroszczegóły i opakowania pierwotne z wszystkich głęboko tłocznych metali, takich jak stal nierdzewna, aluminium i tytan. Aby sprostać wysokim wymaganiom jakościowym branż, dostępne są wielostopniowe systemy czyszczenia i dwa pomieszczenia czyste klasy 7. Własny dział badań i rozwoju w siedzibie firmy w Rinteln nieustannie pracuje nad rozszerzaniem zakresu możliwości w zakresie procesów i materiałów.

Wspólnie do innowacyjnych rozwiązań

„Dla wielu naszych klientów jesteśmy partnerami rozwojowymi. Aby nowe produkty idealnie dopasować do zastosowania, ściśle współpracujemy zarówno z klientami, jak i z partnerami z różnych dziedzin technologicznych,” relacjonuje Andreas Hellmann. Gdy chodzi o zadania takie jak odtłuszczanie, zaokrąglanie krawędzi i polerowanie, a także wytwarzanie określonych chropowatości powierzchni, od około 30 lat korzysta się z rozwiązań ślizgowych i środków obróbczych firmy Röslers Oberflächentechnik GmbH. „Długa współpraca opiera się na jakości i niezawodności urządzeń i środków obróbczych. Dzięki temu zapewniamy powtarzalność osiąganych wyników,” dodaje Andreas Hellmann. „Dla nas równie ważna jest elastyczność i wiedza Röslera, jeśli chodzi o wspólne opracowywanie procesów. W tym celu korzystamy także z Centrum Doświadczeń Klienta w Untermerzbach. W przypadku urządzeń i procesów, które muszą być zgodne z normą ISO 13485 i podlegać walidacji, Röslers wspiera nas dokumentacją i informacjami o szczegółach urządzeń,” dodaje Dirk Schulz, inżynier projektowy w Stücken. W globalnych zakładach produkcyjnych specjalisty od głębokiego tłoczenia używa się około 15 wirówek obrotowych i 10 urządzeń odśrodkowych do perfekcyjnej obróbki powierzchni, a także 18 wirówek do ekologicznej i niezawodnej oczyszczania wody procesowej.

Wysokie wymagania dotyczące efektu obróbki

Części głęboko tłoczone zwykle charakteryzują się szczególnie dużym stopniem odkształcenia, niezwykłymi konturami oraz czasami ekstremalnie małymi wymiarami. Wyniki odtłuszczania zewnętrznych i wewnętrznych obszarów, zaokrąglania krawędzi i polerowania, a także wymogi dotyczące chropowatości i jakości powierzchni stawiają bardzo wysokie wymagania. „Z jednej strony musi być zapewniona jednolita jakość wyników dla wszystkich części w partii. Z drugiej strony nie może dojść do uszkodzeń ani odkształceń części. Po obróbce ścierniwa i elementy muszą być absolutnie niezawodnie oddzielone. Uniknięcie przenikania części i/lub ścierniwa do kolejnej partii jest również absolutnie konieczne,” precyzuje Dirk Schulz. W przypadku zadań polerowania często chodzi o oznakowanie powierzchni za pomocą laserowego oznaczenia UDI. Te zadania wymagają nie tylko procesów dostosowanych do obrabianych części, ale także odpowiedniej techniki urządzeń i środków obróbczych. Pierwszym krokiem są często studia wykonalności.

Proces obróbki części dla przemysłu medycznego

Rozwój procesu zaokrąglania krawędzi na obudowie zespołu o średnicy około 20 mm wykonanej ze stali nierdzewnej, używanej w branży medycznej, został przeprowadzony we współpracy z Stücken. „Wyzwanie w tym delikatnym obudowie polegało na dużej powierzchni przy ekstremalnie cienkiej ściance. Do usunięcia materiału z krawędzi potrzebne są wysokie siły, które muszą być jednocześnie tak dobrze kontrolowane, aby nie doszło do zmiany kształtu,” opisuje inżynier projektowy. Ponieważ w Centrum Doświadczeń Klienta firmy Röslers dostępne są maszyny do wszystkich procesów obróbki w najnowocześniejszej wersji, w próbach można ustalić odpowiednią technologię i wykonanie urządzeń w warunkach niemal rzeczywistych warunków produkcyjnych. Często konieczne są odpowiednie modyfikacje standardowych urządzeń, na przykład w zbiornikach roboczych lub konstrukcji. Również tutaj doświadczenie Stücken w zakresie ślizgowego szlifowania odgrywało dużą rolę. Aby osiągnąć niezawodne i pełne oddzielenie części od ścierniwa, konieczne były modyfikacje urządzeń Stücken Medical w zakresie skomplikowanego procesu separacji. Również w tym przypadku podczas prób ustala się optymalną geometrię i rodzaj ścierniwa (ceramiczne lub z tworzywa sztucznego). Aby zapewnić stałą wysoką jakość obróbki, ścierniwa często muszą spełniać ekstremalnie ścisłe tolerancje wymiarowe. Ścierniwa są produkowane zgodnie z najwyższymi standardami ekologicznymi przez Röslers i stanowią razem z pastami ściernymi i środkami czyszczącymi do wody procesowej najbardziej wszechstronny na świecie asortyment środków obróbczych, obejmujący ponad 15 000 różnych produktów. Kluczową zaletą dla udanego rozwoju procesu jest więc idealne współdziałanie odpowiedniego urządzenia z odpowiednimi środkami obróbczymi (ścierniami i pastami) – najlepiej w ścisłej współpracy z klientem.