Solusi Pemesinan Presisi Tingkat Lanjut untuk Industri Medis

Memenuhi persyaratan finishing kualitas ketat untuk bagian medis dapat menimbulkan tantangan yang tidak semua mesin mampu hadapi.

Seiring dengan percepatan permintaan akan kemajuan medis, yang didorong terutama oleh meningkatnya rata-rata usia populasi, produsen di bidang medis ditantang untuk mengejar kecepatan. Meskipun produsen ini mungkin secara alami tertarik pada mesin baru yang dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan pelanggan terhadap produksi yang lebih efisien dari bagian kompleks, mereka tidak boleh terkejut dengan hasil yang bisa diperoleh dari mesin yang telah terbukti berkualitas seiring waktu.

Membuat Mesin untuk Bagian Medis

Bumotec adalah produsen pusat pemesinan, mill-turn, dan mesin transfer. Perusahaan ini termasuk dalam Starrag Group—perusahaan publik dengan 1.800 karyawan yang berkantor pusat di Swiss namun memiliki fasilitas produksi di Swiss, Prancis, Jerman, dan Inggris. Kantor penjualan di AS, yang employs sekitar 35 karyawan, berlokasi di Hebron, Kentucky, sejak 2001.

Bumotec adalah salah satu dari delapan perusahaan inti dalam grup, dengan fokus kuat pada bagian medis dan mikromekanis. Awalnya dikembangkan untuk melayani industri jam, kemudian memperluas cakupan untuk bagian serupa di industri lainnya. Baik produksi campuran tinggi/volume rendah atau produksi serial, bagian-bagian tersebut biasanya bernilai tinggi dan melibatkan bentuk kecil yang kompleks.

FTLs191-RP milik Bumotec, mesin mill-turn presisi tinggi (singkatnya s191), merupakan mesin flagship perusahaan yang bertahan lama, dirancang untuk menghasilkan bagian jadi dari batas dan telah terbukti sukses pada bagian medis dan mikromekanis serta komponen mikro kompleks lainnya seperti semiconductor, amunisi, dan komponen di industri jam. Berikut adalah cara mesin ini mendapatkan popularitas dalam produksi bagian kepala femur untuk sejumlah produsen medis.

Memproduksi bagian "Dari Batas hingga Kotak"

Mesin mill-turn FTLs191-RP menghasilkan bagian medis dan mikromekanis presisi tinggi dari batas hingga kotak dalam satu penanganan.

s191 dikembangkan 15 tahun yang lalu untuk menangani bentuk kompleks yang mencakup finishing permukaan atau toleransi dimensi hingga empat angka di belakang koma—bagian bernilai tinggi. Mesin umum digunakan pada bahan sulit seperti titanium, Waspaloy, keramik, kaca, kuarsa, Inconel, dan stainless. Mesin dilengkapi standar dengan pusher batas, namun di AS, paling umum diatur dengan feeder batas dan konveyor chip. Loader palet juga dapat digunakan.

Salah satu manfaat mesin yang cenderung menonout adalah unit retak, subspindle penuh yang beroperasi sebagai stasiun pengulangan, memungkinkan pemesinan dalam posisi horizontal atau vertikal.

Mesin ini merupakan mesin sumbu tujuh (dengan pemesinan simultan lima sumbu), tetapi tersedia secara eksklusif dengan kontrol Fanuc 31i-B5 sebagai solusi untuk menyederhanakan operasinya. Perusahaan memandang mesin ini sebagai global, jadi telah menjadikan kontrol FANUC standar pada mesin ini karena keakraban internasional serta kemampuannya untuk menangani setiap sumbu gerakan dalam produksi bagian presisi.

Mesin torque drive motor linier fitur 25-hp pada sumbu C utama, 15 hp pada sumbu B, dan 12 hp pada retake (memakai ballscrews di dua tempat untuk keselamatan OSHA, namun hanya untuk posisi dan tidak pada sumbu pemesinan). Spindel retak sejajar dengan sumbu C dan memiliki hampir seberapa banyak gaya. Namun setelah menerima workpiece dari C, dapat diulang posisi untuk memproses bagian secara vertikal.

Mesin fitur unit retak—subspindle penuh yang beroperasi sebagai stasiun pengulangan, memungkinkan pemesinan dalam posisi horizontal atau vertikal.

Opsi lain adalah sekop dua rahang yang dipasang di samping spindel lawan yang juga dapat digunakan untuk meraih workpiece. Jika spindel lawan tidak diperlukan untuk turning, sekop dapat mengambil bagian dari pemotongan, mengubah orientasi, dan memegangnya untuk kerja milling.

Sebagian besar mesin, berbasis collet, dijual sebagai solusi milling yang di-feed batas, namun dapat diatur untuk blanks mentah juga. Mereka dapat bekerja dengan diameter batas dari 32 mm hingga 65 mm. Bumotec bekerja erat dengan Hainbuch dan pemasok lainnya untuk solusi quick-change yang menghilangkan kebutuhan manufaktur dan pemuatan fixture. Setup cepat dan pergantian memungkinkan mesin cocok untuk lingkungan prototipe campuran tinggi, volume rendah.

Fleksibilitas yang disediakan oleh sistem berbasis collet, dan kemampuan untuk memproduksi bagian "dari batas hingga kotak," seperti yang dipromosikan perusahaan, sesuai kebutuhan pelanggan, banyak di antara mereka memiliki akreditasi medis ISO dan/atau FDA. Mereka memerlukan kemampuan untuk menunjukkan proses yang terbentuk yang dapat ditransfer dan dapat diulang di seluruh banyak mesin, yang diperoleh dengan presisi konsisten, dari setup hingga pergantian, pada satu platform.

Mesin juga fitur kemampuan pengukuran di toolchanger.

Toolchanger dapat menampung hingga tiga tingkatan, dengan 30 alat per tingkatan.

Menggabungkan teknologi Renishaw, probe optik OMP400 mengukur bagian, dan probe tool setting kontak TS27R memeriksa kerusakan alat dalam panjang dan diameter. Mesin ini kompak, namun memberikan kekakuan yang baik pada 10.000 pound. Kecepatan spindel standar 30.000 rpm, dengan opsi 40.000 rpm, dan drive linier menawarkan percepatan 1,2-G. Menggunakan carousel 3 tingkatan gaya kue pernikahan, toolchanger dapat menampung 90 alat (30 per platen).

Cara Memesin Kepala Femur

Sementara s191 digunakan untuk berbagai bagian kompleks untuk berbagai industri, satu aplikasi sangat baik untuk menunjukkan kemampuan penuhnya. Durante operasi penggantian sendi bokong (dilakukan untuk mengurangi nyeri artritis atau terkadang sebagai perawatan untuk fracture sendi bokong) kepala femur—bola di ujung atas femur (tulang paha)—diganti dengan prosesa. Bumotec spesialis dalam adaptasi mesin untuk proses seperti produksi kepala femur dan telah menemukan niche pasar yang bagus untuk pemasok medis yang membutuhkan bagian ini.

Menurut perusahaan, proses turnkey yang telah dikembangkan untuk bagian ini berbeda dari cara bagian diproduksi di masa lalu. Ini memanfaatkan unit retak untuk memanipulasi bagian di zona kerja, mengambilnya dari batas hingga produk jadi, termasuk turning, milling, grinding, dan superfinishing. Keluarga bagian kepala femur termasuk tiga ukuran berbeda, diproduksi dari batas chromium cobalt. Berbagai diameter batas dan collet digunakan untuk menyesuaikan ukuran bagian yang bervariasi, namun program dan tooling tetap sama. Roda grinding juga dapat disesuaikan, dari 28 mm hingga 35 mm.

Kepala femur, terbuat dari batas chromium cobalt, memerlukan turning, milling, grinding, dan superfinishing.

Selama produksi bagian, stasiun satu, spindel utama, menangani ID, muka, dan tahap awal OD. Subspindle kemudian menerima bagian dengan collet Ottet, merek collet yang dirancang terutama untuk workpiece dinding tipis yang memungkinkan clamping pada ID atau OD. Untuk operasi pemotongan kepala femur, ia memegang dengan mengembangkan pada ID. Pada tahap ini, bola bagian dipotong, dimulai dalam posisi horizontal (untuk pengeluaran chip yang lebih baik), kemudian diputar ke vertikal. Tiga grit berbeda roda grinding diterapkan, dan kemudian polishing dan pekerjaan super-finish menyelesaikan bagian pada mesin.

Finishing pada bagian adalah 4 mikron, dan memakan waktu sekitar 12 menit untuk menyelesaikan. Nilai nyata mesin ada dalam sifat otonomnya dalam memproduksi bagian seperti kepala femur. Program sudah ditulis. Setelah batas dimuat, mesin membutuhkan sangat sedikit supervisi. Selama bahan tersedia dan tooling segar dipertahankan di toolchanger, mesin dapat terus memproduksi tanpa henti. Toolchanger terletak di luar zona kerja, jadi alat dapat diganti pada setiap tahap proses.

Dengan mesin bekerja tanpa pengawasan, operator dapat dialihkan untuk melakukan hal lain selama siang hari. Dia atau ia mungkin menjalankan tiga atau empat mesin secara bersamaan atau mungkin terlibat dalam proyek lain. Mesin turnkey dapat memberikan proses yang kuat dan dapat diulang yang membutuhkan sedikit pemantauan. Ketika mesin berada di lantai, ia langsung memproduksi bagian, dan proses yang terdefinisi dengan baik dapat dengan mudah ditransfer ke lokasi lain untuk repeatabilitas proses.

Pemuatan Palet

Di showroom Bumotec, s191 diatur dengan palletizer daripada feeder batas untuk produksi kepala femur. Sepuluh palet dimuat sekaligus, masing-masing dengan 20 hingga 30 workpiece (tergantung pada ukuran bagian). Sumbu B digunakan untuk baik pemesinan dan manipulasi bagian. Menggunakan toolholder HSK 40, sumbu B melakukan operasi turning dan milling selama proses pemesinan. Namun setelah bagian selesai, ia menukar alat saat ini dengan gripper dua rahang Schunk. Palet kembali ke zona kerja, dan sumbu B memegang bola dan memuatnya kembali ke palet. Fokus adalah mengeluarkan orang dari mesin dan membiarkan proses menjaga dirinya sendiri.