Pemesinan Medis: Panduan Ahli tentang Alat Pemotongan untuk Presisi dan Keberhasilan

Pembuatan implant medis siap untuk pertumbuhan signifikan seiring berjalannya waktu teknik dan bahan terus meningkat. Di sini, para ahli menawarkan wawasan berharga tentang bahan, metode dan mesin alat yang digunakan dalam pemesinan medis.

Setiap sektor industri menghadapi tantangan unik, tetapi pemesinan medis menyajikan beberapa tantangan terbesar. Toleransi ketat, geometri kompleks dan keacuan yang cermat—ini hanya beberapa rintangan yang harus dilalui oleh bengkel medis jika mereka ingin bersaing di bidang yang menuntut ini.

Untungnya, banyak orang yang berpengetahuan bersedia berbagi saran aplikasi, dimulai dari para ahli yang dikutip di sini.

Pertimbangkan bahan. Setelah penerbangan dengan superaloi suhu tinggi, logam yang digunakan untuk membuat komponen medis datang di tempat kedua dalam hal kesulitan pemesinan. Dan Doiron, manajer produk milling di Emuge Corp., menjelaskan bahwa batang krom kobalt dan cetakan, misalnya, umumnya digunakan untuk membuat komponen femoral (atas) dari implant lutut, dengan titanium sebagai tibial tray di bawah. Baja tahan karat seperti 17-4 PH juga cukup umum dalam aplikasi medis, seperti alat perataan dan klem bedah yang digunakan selama pemasang implant.

Semua sulit dipesen, dan semua memerlukan alat pemotong spesifik bahan untuk produktivitas tertinggi.

“Berkenaan dengan aloi apa pun, saya selalu merekomendasikan pelanggan untuk merujuk ke situs web atau katalog kami saat memilih alat pemotong,” katanya. “Kami memiliki berbagai macam geometri yang dimaksudkan untuk berbagai bahan medis, serta lapisan yang membantu mempertahankan umur panjang dan memberikan umur alat optimal.”

Derek Nading, aplikasi engineer untuk M.A. Ford Mfg. Co. Inc., setuju, mencatat bahwa alat pemotong custom juga cukup umum di sektor medis.

“Kami membuat banyak bor boreng khusus dan bor tingkat untuk penggunaan medis, di mana bengkel mungkin ingin menyelesaikan dua atau lebih fitur bagian dalam satu operasi,” katanya. “Dan cutter tabung, juga dikenal sebagai alat segmen lingkaran, semakin populer juga, digunakan terutama untuk finishing yang dipercepat dari pengganti pinggang dan implant kompleks lainnya.”

Jake Rutherford, insinyur riset dan pengembangan KYOCERA SGS, memperingatkan bahwa lapisan alat pemotong mungkin dilarang dalam aplikasi medis tertentu.

“Itulah mengapa kami menawarkan alat kami dengan lapisan atau tanpa lapisan,” katanya. “Saya telah pergi ke bengkel di mana sulit atau bahkan tidak mungkin untuk memvalidasi proses karena khawatir akan ada elemen mikroskopik dari lapisan yang tertinggal pada komponen, yang pada gilirannya dapat meresap ke dalam tubuh manusia.”

Pendekatan Metodis

Perhatikan istilah terakhir: validasi proses. Seperti yang membuat komponen penerbangan penting, bengkel medis seringkali harus mengajukan proses pemesinannya untuk persetujuan pelanggan, dan setelah divalidasi, akan dibekukan. Setiap penyimpangan dari proses ini setelahnya memerlukan persetujuan tambahan, membuat perbaikan berkelanjutan rumit pada gampangnya.

Salah satu morale dari cerita ini adalah bahwa bengkel medis harus membawa ahli alat pemotong awal selama siklus pengembangan proses. Ini membantu memastikan bahwa mereka memilih alat terbaik, menentukan toolpath yang paling efisien yang mungkin, dan menghindari kembali ke pelanggan untuk perubahan pasca-validasi. Dalam kasus lain, namun, melakukan itu layak dengan usaha, terutama pada pekerjaan yang berjalan selama bertahun-tahun, atau di mana bengkel ketinggalan zaman dalam hal teknologi alat pemotong.

Salah satu contoh kasus datang dari OSG USA Inc., di mana manajer distrik Dustin Loschiavo bekerja sama dengan bengkel medis di Michigan.

“Kami dan beberapa insinyur kami mengunjungi fasilitas mereka pada Oktober lalu setelah mereka setuju untuk bekerjasama dengan kami,” Loschiavo says. “Kami mengevaluasi proses mereka, melihat mesin alat dan alat pendukung mereka, dan memberikan solusi yang akan menghemat mereka lebih dari $300.000 per tahun hanya pada empat komponen.”

Manajer regional OSG Chris Dravis tidak herhal. “Dalam kasus tertentu ini, mereka menggunakan teknologi alat pemotong berusia 10 tahun,” katanya. “Dengan memindahkan mereka ke alat yang dirancang untuk toolpath modern, mereka dapat meningkatkan keterlibatan cutter secara signifikan, meningkatkan umur alat dan tingkat pengosongan logam. Tentu saja, ada biaya internal yang terkait dengan mereka kembali ke pelanggan dan meluangkan waktu untuk memvalidasi ulang proses, tetapi dalam ini dan banyak kasus lainnya, itu layak.”

Manajer distrik OSG Aaron Kwapniewski setuju, mencatat bahwa saat ini ada lebih dari 6.500 produsen peralatan medis domestik, dan terus ada permintaan yang besar pada semuanya untuk mengurangi waktu antrean dan menurunkan harga. “Jika mereka tidak memanfaatkan alat terbaru dan terhebat, mereka membiarkan uang di meja dan menempatkan diri mereka pada risiko, mungkin, untuk kehilangan bisnis kepada pesaing lain,” katanya.

Dan Doiron dari Emuge telah memiliki pengalaman yang sama. Dia mengatakan bahwa protokol ketat untuk memastikan konsistensi pembuatan implant ada. Keacuan adalah krusial, yang mengharuskan bisnis untuk mendokumentasikan batch bahan, mesin alat dan bahkan jenis fluida pemotong yang mereka gunakan untuk bagian tertentu. “Mengganti ke merek alat pemotong yang berbeda umumnya tidak diizinkan tanpa tinjauan mengapa perubahan tersebut diperlukan,” katanya. “Meski demikian, ini sering merupakan sakit yang diperlukan jika bengkel ingin tetap kompetitif.”

Banyak bagian ini kecil, mudah jatuh ke wilayah pemesinan mikro. Jacob Rak, aplikasi engineer KYOCERA SGS, menyebutkan beberapa komponen medis kecil, dari stent dan baut tulang hingga bagian untuk pompa jantung dan sensor pemantasan pernapasan. Lathe CNK gaya Swiss telah lama digunakan untuk memesinan banyak bagian ini, dan pusat pemesinan 5-axis lebih umum untuk pembuatan implant.

“Bagian medis seringkali memiliki geometri unik dan dibuat dari bahan yang sulit, jadi pekerjaan yang menuntut,” katanya. “Berkenaan dengan apa yang Anda buat, Anda memerlukan peralatan terbaik yang Anda mampu jika Anda ingin tetap kompetitif.”

Tingkatkan Standar Pegangan Alat

Apapun mesin alat, apapun bagian, toleransi ketat dan finishing permukaan yang sangat halus berarti produsen juga harus meningkatkan standar pegangan alat mereka. Kebutuhan akan runout minimal dan kekakuan maksimum menuntut penggunaan shrink-fit atau chuck hidrolik di mana pun mungkin. Cutter kecil mungkin memerlukan investasi pada speeder head untuk mencapai kecepatan operasi yang benar, dan pendingin terfilter, tekanan tinggi adalah harus. Dan selalu ikuti rekomendasi pemasok alat pemotong—banyak setuju bahwa pemesin sering takut untuk mendorong alat sekeras yang seharusnya, yang biasanya mengarah pada aus alat dini.

Beberapa juga takut untuk berinvestasi dalam alat berkualitas tinggi atau meminta bantuan dalam memilihnya. Itu menurut Doiron, yang mencatat bahwa Emuge—seperti sebagian besar pemasok alat pemotong—melakukan pengujian ilmiah dari grade karbide, lapisan, sudut rake dan helix, end gashing dan lebih. Ya, semua perusahaan ini ingin menjual alat, tetapi cara terbaik untuk melakukannya adalah dengan memberikan hasil yang berhasil bagi pelanggan mereka.

“Investasi pada alat optimal untuk aplikasi dapat berarti perbedaan antara berjalan tanpa lampu, atau bahkan antara keuntungan dan kerugian,” katanya. “Itu telah menjadi pengalaman saya, baik sebagai pengguna akhir dan di sini bekerja di Emuge.”

Apa tips atau teknik yang dapat Anda bagikan tentang pemesinan medis? Beritahu kami di komentar di bawah.