Pemesinan Presisi untuk Industri Medis

Memenuhi persyaratan kualitas akhir suku cadang medis yang ketat dapat menghadirkan tantangan yang tidak dapat dilakukan oleh setiap mesin.

Karena permintaan akan kemajuan di bidang kedokteran terus meningkat, sebagian besar didorong oleh meningkatnya usia rata-rata populasi, produsen di bidang medis ditantang untuk mengimbanginya. Meskipun produsen ini mungkin secara alami tertarik pada mesin yang baru dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan pelanggan akan produksi suku cadang kompleks yang lebih efisien, mereka seharusnya tidak terkejut dengan hasil yang dapat mereka peroleh dari mesin yang telah membuktikan dirinya dari waktu ke waktu.

Membuat Mesin untuk Suku Cadang Medis

Bumotec adalah produsen pusat permesinan, putaran pabrik dan mesin transfer. Itu berada di bawah Grup Starrag — perusahaan publik dengan 1.800 karyawan yang berbasis di Swiss tetapi dengan fasilitas manufaktur di sana serta di Prancis, Jerman, dan Inggris. Kantor penjualan AS, dengan sekitar 35 karyawan, telah berlokasi di Hebron, Kentucky, sejak 2001.

Bumotec adalah salah satu dari delapan perusahaan inti dalam grup, dengan fokus kuat pada suku cadang medis dan mikromekanik. Awalnya dikembangkan untuk melayani industri jam tangan dan akhirnya memperluas cakupannya untuk suku cadang serupa di industri lain. Baik produksi campuran tinggi/volume rendah atau serial, suku cadang biasanya bernilai tinggi dan melibatkan bentuk kecil dan kompleks.

Bumotec's FTLs191-RP presisi tinggi mill-turn (s191, singkatnya), mesin andalan perusahaan yang sudah lama berdiri, dirancang untuk mengirimkan suku cadang jadi dari batang dan telah terbukti berhasil pada suku cadang medis dan mikromekanis serta semikonduktor, amunisi, dan kompleks lainnya komponen mikro seperti yang ada di industri jam tangan. Ini adalah tampilan bagaimana mesin tersebut mendapatkan popularitas dalam produksi bagian kepala femoral untuk sejumlah produsen medis.

Memproduksi Suku Cadang “Dari Batang ke Kotak”

Mill-turn FTLs191-RP menghadirkan suku cadang medis dan mikromekanis presisi tinggi dari batang ke kotak dalam satu penanganan.

S191 dikembangkan 15 tahun lalu untuk menangani bentuk kompleks yang mencakup penyelesaian akhir atau toleransi dimensi hingga empat tempat desimal—bagian bernilai tinggi. Biasanya digunakan dengan bahan yang sulit seperti titanium, Waspaloy, keramik, kaca, kuarsa, Inconel dan stainless. Alat berat ini dilengkapi standar dengan pendorong batang, tetapi, di A.S., paling sering dipasang dengan pengumpan batang dan konveyor chip. Pemuat palet juga dapat digunakan.

Salah satu keunggulan alat berat yang cenderung menonjol adalah unit pengambil kembali, subspindle penuh yang beroperasi sebagai stasiun rollover, memungkinkan pemesinan baik dalam posisi horizontal maupun vertikal.

Meskipun merupakan mesin tujuh sumbu (dengan pemesinan simultan lima sumbu), mesin ini tersedia secara eksklusif dengan kontrol Fanuc 31i-B5 sebagai solusi untuk menyederhanakan pengoperasiannya. Perusahaan memandang mesin sebagai global, sehingga telah membuat standar kontrol FANUC pada mesin ini karena keakraban internasionalnya serta kemampuannya untuk menangani setiap sumbu gerakan dalam produksi suku cadang presisi.

Motor linier, mesin torsi penggerak langsung memiliki fitur 25-hp pada sumbu C utama, 15 hp pada sumbu B, dan 12 hp pada pengulangan (ini menggunakan sekrup bola di dua tempat untuk keselamatan OSHA, tetapi hanya untuk penentuan posisi dan tidak pada sumbu mesin). Spindle merebut kembali sejajar dengan sumbu C dan memiliki kekuatan yang hampir sama. Tetapi setelah menerima benda kerja dari C, ia dapat diorientasikan kembali untuk mengerjakan bagian tersebut secara vertikal.

Mesin ini memiliki unit pengambil kembali—subspindle penuh yang beroperasi sebagai stasiun rollover, memungkinkan pemesinan baik dalam posisi horizontal maupun vertikal.

Pilihan lainnya adalah ragum dua rahang yang dipasang di samping spindel berlawanan yang juga dapat digunakan untuk mengambil pekerjaan. Jika spindel yang berlawanan tidak diperlukan untuk memutar, ragum dapat mengambil bagian dari cutoff, mengarahkannya kembali dan menahannya untuk pekerjaan penggilingan.

Sebagian besar mesin, yang berbasis collet, dijual sebagai solusi penggilingan bar-fed, tetapi mereka dapat diatur untuk blanko mentah juga. Mereka dapat bekerja dengan diameter batang dari 32 mm hingga 65 mm. Bumotec bekerja sama dengan Hainbuch dan pemasok lain untuk solusi perubahan cepat yang menghilangkan kebutuhan akan perlengkapan manufaktur dan pemuatan. Penyiapan dan penggantian yang cepat memungkinkan alat berat cocok dengan baik di lingkungan prototipe dengan campuran tinggi, volume rendah.

Fleksibilitas yang diberikan oleh sistem berbasis collet, dan kemampuan untuk memproduksi suku cadang "dari batang ke kotak", seperti yang dipromosikan perusahaan, sesuai dengan kebutuhan pelanggan, yang banyak di antaranya memiliki akreditasi medis ISO dan/atau akreditasi FDA. Mereka membutuhkan kemampuan untuk menunjukkan proses mapan yang dapat ditransfer dan diulang di beberapa mesin, yang diperoleh dengan presisi yang konsisten, dari penyiapan hingga pergantian, pada satu platform.

Mesin ini juga dilengkapi kemampuan pengukuran di toolchanger.

Toolchanger dapat menampung sebanyak tiga tingkat, dengan 30 alat per tingkat.

Menggabungkan teknologi Renishaw, probe optik OMP400 mengukur bagian, dan probe pengaturan alat kontak TS27R memeriksa kerusakan alat dalam panjang dan diameter. Ini adalah mesin yang ringkas, namun memberikan kekakuan yang baik pada 10.000 pound. Kecepatan spindel standar adalah 30.000 rpm, dengan opsi 40.000-rpm, dan drive linier menawarkan akselerasi 1,2-G. Menggunakan gaya kue pengantin, carousel 3 tingkat, toolchanger dapat menampung 90 alat (30 per piring).

Cara Memesin Kepala Femoral

Sementara s191 digunakan untuk berbagai suku cadang kompleks untuk berbagai industri, satu aplikasi cukup baik untuk menunjukkan kemampuan penuhnya. Selama operasi penggantian pinggul (dilakukan untuk meredakan nyeri rematik atau kadang-kadang sebagai pengobatan untuk patah tulang pinggul), kepala femoralis—bola di ujung atas femur (tulang paha)—diganti dengan prostesis. Bumotec mengkhususkan diri dalam adaptasi mesin untuk proses seperti produksi kepala femoralis dan telah menemukan ceruk pasar yang bagus untuk pemasok medis yang membutuhkan suku cadang ini.

Menurut perusahaan, proses turnkey yang dikembangkannya untuk suku cadang ini berbeda dengan produksi sebelumnya. Ini mengambil keuntungan dari unit pengambilan kembali untuk memanipulasi bagian di zona kerja, membawanya dari batangan ke produk jadi, termasuk pembubutan, penggilingan, penggilingan dan superfinishing. Keluarga bagian kepala femoralis mencakup tiga ukuran berbeda, diproduksi dari batangan kromium kobalt. Diameter batang dan collet yang berbeda digunakan untuk mengakomodasi berbagai ukuran bagian, tetapi program dan perkakas tetap sama. Roda gerinda juga dapat disesuaikan, dari 28 mm hingga 35 mm.

Kepala femoralis, terbuat dari batangan kromium kobalt, memerlukan pembubutan, penggilingan, penggilingan, dan penyelesaian akhir.

Selama produksi suku cadang, stasiun satu, spindel utama, menangani ID, muka, dan tahap awal OD. Subspindle kemudian menerima bagian dengan collet Ottet, merek collet yang dirancang terutama untuk benda kerja berdinding tipis yang memungkinkan penjepitan pada ID atau OD. Untuk operasi pemotongan kepala femoralis, itu menjepit dengan memperluas ID. Pada tahap ini, bola bagian dipotong, dimulai dari posisi horizontal (untuk pembersihan chip yang lebih baik), kemudian diputar ke vertikal. Tiga grit roda gerinda yang berbeda diterapkan, dan kemudian pekerjaan pemolesan dan penyelesaian akhir menyelesaikan bagian pada mesin.

Selesai pada bagian adalah 4 mikron, dan dibutuhkan sekitar 12 menit untuk menyelesaikannya. Nilai sebenarnya dari mesin datang dalam sifat otonomnya dalam memproduksi bagian-bagian seperti kepala femoralis. Program sudah ditulis. Setelah batang dimuat, mesin membutuhkan pengawasan yang sangat sedikit. Selama bahan tersedia dan perkakas baru dipertahankan di dalam alat pengubah, mesin dapat terus berproduksi tanpa batas. Toolchanger terletak di luar zona kerja, sehingga alat dapat diganti pada setiap tahap proses.

Dengan mesin bekerja tanpa pengawasan, operator dapat digunakan kembali untuk melakukan sesuatu yang lain di siang hari. Dia mungkin menjalankan tiga atau empat mesin pada saat yang sama atau mungkin terlibat dalam proyek lain. Mesin turnkey dapat memberikan proses yang kuat dan berulang yang membutuhkan sedikit pemantauan. Saat menyentuh lantai, itu langsung membuat bagian, dan proses yang terdefinisi dengan baik dapat dengan mudah dipindahkan ke lokasi lain untuk pengulangan proses.

Pemuatan Pallet

Di showroom Bumotec, s191 dipasang dengan palletizer daripada bar feeder untuk produksi kepala femoralis. Sepuluh palet dimuat sekaligus, masing-masing dengan 20 hingga 30 benda kerja (tergantung pada ukuran komponen). Sumbu B digunakan untuk permesinan dan manipulasi bagian. Menggunakan pemegang pahat HSK 40, sumbu B melakukan operasi pembubutan dan penggilingan selama proses pemesinan. Tapi begitu bagian itu selesai, itu menukar alat saat ini dengan gripper dua rahang Schunk. Palet kembali ke zona kerja, dan sumbu B mencengkeram bola dan memuatnya kembali ke palet. Fokusnya adalah mengeluarkan orang-orang dari mesin dan membiarkan proses berjalan dengan sendirinya.