Otimizando Produção de Esferas Femurais para Excelência Ortopédica

Após retífica, uma operação de brunimento melhora o acabamento superficial antes de uma operação final de polimento. Um processo automático de medição de rebolo ajuda a garantir que cada operação de brunimento comece da posição de avanço correta. Crédito da foto: ANCA

Especialistas da indústria médica estimam que cirurgias ortopédicas de quadril aumentarão a uma taxa de 5% ano a ano até 2026. Isso não é surpresa, dada a população envelhecida crescente ao redor do mundo. Com esta tendência, surgirá uma demanda aumentada por dispositivos e componentes para suportar esses procedimentos, bem como equipamentos para produzi-los. Um exemplo é o processo de usinagem ANCA para retífica de esfera femoral, desenvolvido em conjunto com o fabricante de rebolos Tyrolit. Diz-se que este processo entrega qualidade e consistência na esfera femoral acabada, usando controle de máquina especializado e tecnologia na retífica CNC ANCA MX7 Linear.

Requisitos de Desempenho

O desempenho efetivo de esferas femurais usadas em implantes de substituição de quadril exige consistência de redondeza, tamanho e acabamento superficial. Para alcançar isso, a ANCA desenvolveu um processo em sua máquina MX7 Linear que aplica uma série de operações sequenciais de retífica, brunimento e polimento final no mesmo envelope de trabalho. O resultado é um acabamento superficial na esfera de menos de 0,01 mícron Ra e redondeza da peça de menos de 3 mícron.

Processo Passo a Passo

O primeiro passo no processo é retificar a peça inicial com precisão ao tamanho. Usando rebolos CBN revestidos, material em excesso é removido da peça bruta torneada. Esta operação torna processos upstream mais fáceis relaxando as demandas de tolerância para a peça durante a retífica.

Seguem uma série de processos finos de brunimento que produzem melhoria incremental no acabamento superficial. Engenheiros de aplicação da ANCA e Tyrolit combinaram para desenvolver um processo que entrega resultados de produção estáveis na esfera femoral.

Embora os rebolos Tyrolit tenham sido especificamente desenvolvidos para aplicações de esfera femoral, desgaste naturalmente ocorre durante o processo de produção. Segundo a ANCA, estava bem posicionada para enfrentar este desafio, pois é a projetista e fabricante de seus próprios motores lineares LinX, bem como do CNC e sistema de acionamento servo que controlam o movimento da máquina e do rebolo. Engenheiros de sistema da ANCA desenvolveram um novo algoritmo de controle para esta aplicação, que permite a um operador programar as forças desejadas aplicadas pelo rebolo de brunimento na esfera femoral. Com esta força programada, o rebolo avança na esfera a uma taxa constante à medida que desgasta. Os três diferentes rebolos Tyrolit sendo usados podem ser programados com seus próprios parâmetros únicos de força de retífica para atingir um acabamento superficial espelhado e tolerância de tamanho de peça consistente.

Adicionalmente, um processo automático de medição de rebolo foi desenvolvido para ajudar a garantir que cada operação de brunimento comece da posição de avanço correta. Diz-se que isso entrega consistência de processo independentemente do desgaste do rebolo após cada operação de brunimento.

Uma operação final de polimento é o último passo, criando um acabamento espelhado na superfície de trabalho da esfera. Isso é crítico para garantir que atrito mecânico e desgaste sejam minimizados no implante de quadril final.

O acabamento superficial de esferas acabadas é inferior a 0,01 mícron Ra. Crédito da foto: ANCA

A ANCA MX7 Linear tem um trocador de pacote de seis rebolos que permite todas as operações de retífica, brunimento e polimento serem realizadas em uma configuração. Além disso, as ferramentas usadas para produção de esfera femoral podem ser facilmente trocadas para aplicações de manufatura de ferramentas de corte. Como resultado, em vez de comprar uma máquina dedicada para produção de esfera femoral, fabricantes podem usar sua máquina para outras aplicações de retífica CNC que complementam seu mercado e modelo de negócio. Por exemplo, retífica de fresas cirúrgicas rotativas, brocas e alargadores, bem como raspas de quadril femoral são todos possíveis na mesma máquina MX7 Linear.