ANCA está na 'bola' com implantes de quadril

May 15, 2023

Prevê-se que o número de cirurgias ortopédicas de quadril aumente a uma taxa de 5% ano a ano até 2026 e, com essa tendência, surgirá um aumento na demanda por ferramentas e componentes para dar suporte a esses procedimentos.

Um processo de máquina ANCA para retificação de esferas femorais, desenvolvido em conjunto com o fabricante de rebolos Tyrolit, oferece qualidade e consistência na esfera femoral acabada, usando controle de máquina especializado e tecnologia de aplicação na retificadora CNC linear MX7.

A indústria médica é aquela em que os clientes e os mercados são extremamente sensíveis à qualidade e consistência do produto. Este é especialmente o caso de implantes ortopédicos que devem ser colocados permanentemente dentro do corpo humano. Como resultado, os clientes que compram e usam implantes ortopédicos precisam de confiança absoluta no produto, o que, por sua vez, exige confiança absoluta no processo de fabricação.

O desempenho das esferas femorais usadas em implantes de substituição do quadril exige consistência de arredondamento, tamanho e acabamento de superfície como critérios de qualidade chave. Para alcançar este resultado, a ANCA desenvolveu um processo em sua máquina MX7 Linear que aplica uma série de operações sequenciais de retificação, brunimento e polimento final no mesmo envelope de trabalho. O resultado é um acabamento superficial na esfera de <0,01µm Ra e arredondamento da peça abaixo de 3µm.

A primeira etapa do processo é retificar a peça inicial com precisão no tamanho. Usando rebolos de CBN revestidos, o excesso de material bruto é removido da peça torneada. Esta operação facilita os processos a montante, relaxando as demandas de tolerância para a peça em branco que o ANCA MX7 irá retificar.

Em seguida, há uma série de processos de afiação fina que produzem melhorias incrementais no acabamento da superfície. Os engenheiros de aplicação da ANCA e da Tyrolit se uniram para desenvolver um processo que oferece resultados de produção estáveis ​​na esfera femoral.

As rodas Tyrolit foram desenvolvidas especificamente para aplicações de esferas femorais, mas são conhecidas por se desgastarem naturalmente durante o processo de produção. A ANCA lidou com esse desafio sendo a projetista e fabricante de seus próprios motores lineares LinX, bem como do sistema CNC e servo drive que controla a máquina e o movimento do rebolo.

Os engenheiros do sistema da ANCA desenvolveram um novo algoritmo de controle para esta aplicação que permitia ao operador programar as forças desejadas aplicadas pelo rebolo na esfera femoral. Com essa força programada, a roda alimenta a bola a uma taxa constante conforme ela se desgasta. As três rodas Tyrolit diferentes usadas podem ser programadas com seu próprio parâmetro de força de retificação exclusivo para obter um acabamento de superfície espelhado e tolerância de tamanho de peça consistente.

Além disso, a medição automática do rebolo foi desenvolvida para garantir que cada operação de brunimento comece na posição de alimentação correta. Isso garante consistência no processo, independentemente do desgaste do rebolo que ocorre após cada operação de brunimento.

Uma operação de polimento final é a última etapa, proporcionando um acabamento espelhado na superfície de trabalho da esfera. Isso é crítico para garantir que o atrito mecânico e o desgaste sejam minimizados no implante final do quadril.

O ANCA MX7 Linear usado para esta aplicação apresentava um trocador de pacote de seis rodas que as operações de esmerilhamento, afiação e polimento podem ser executadas em uma configuração. Além disso, o ferramental usado para a produção de esferas femorais pode ser facilmente trocado para aplicações de fabricação de ferramentas de corte. Como resultado, em vez de comprar uma máquina dedicada apenas para a produção de esferas femorais, os usuários podem utilizar sua máquina para outras aplicações de retificação CNC.

A produção de fresas cirúrgicas rotativas, brocas e escareadores, bem como raspadores de quadril femoral, são aplicações ideais para produção na mesma máquina MX7 Linear e aumentarão significativamente a presença no mercado de ortopedia.

Uso de fios ou fibras de fiação rápida para remover rebarbas, arranhões e imperfeições mecânicas semelhantes de forma eficaz e econômica de componentes de precisão e altamente estressados. A maior aplicação é na fabricação de engrenagens e pistas de rolamentos, onde a remoção de arestas vivas e elevações de tensão por métodos de energia aumentou a velocidade da operação.