Cinco ejes y controles inteligentes respaldan la fabricación médica

A principios de 2020, el pequeño taller M5 con sede en Minnesota amplió sus capacidades de micromecanizado al comprar una máquina herramienta Kern Micro Vario de cinco ejes. Poco después, compró otro.

Estas compras superaron los límites de precisión y tolerancia de M5 y llevaron a M5 a convertirse en un proveedor fundamental para muchas empresas de equipos médicos esenciales. Ahora, el taller de cuatro personas crea de todo, desde moldes de microfluidos para vacunas hasta componentes de herramientas de cirugía cerebral y micromoldes de prototipos de marcapasos. "Dos de las mejores decisiones de inversión que hemos tomado", declara el propietario Jon Baklund.

Herramientas de micromecanizado

Las partes del marcapasos requerían ocho orificios de 0,005" y los requisitos de esterilidad significaban que las partes no podían ser tocadas por manos humanas. Baklund enfatizó la importancia de la automatización mecánica y la precisión de la máquina para cumplir con estos requisitos.

Lograr esta precisión fue especialmente difícil ya que la expansión térmica puede causar problemas de mecanizado en estos microniveles, pero la máquina herramienta de Kern eludió estas preocupaciones debido a una configuración que bombea agua fría por toda la estructura para hacerla más estable a la temperatura que su entorno exterior. "Esto a menudo resulta en un gran ahorro de costos para los fabricantes, que ya no necesitan adquirir unidades de aire acondicionado gigantes y más para estabilizar sus habitaciones", dice el presidente de Kern, Toni Mangold.

El diseñador y fabricante de herramientas principal de M5, Alex Madsen, señala otras mejoras en el proceso:“Uso regularmente fresas de mango de 0,003" de diámetro en aceros endurecidos con estas máquinas, lo que a menudo da como resultado acabados superficiales como espejos. Además, el quinto eje ayuda con la vida útil de la herramienta. Ser capaz de mecanizar cinco lados de una pieza a la vez elimina tener que fijar una segunda sujeción”.

Controles dinámicos y accesibles

A pesar de no tener experiencia previa con el mecanizado de cinco ejes o el control TNC Heidenhain 640 de Micro Vario, Madsen completaba los trabajos en una semana y media desde que M5 recibió su primer Micro Vario.

“Lo primero que noté sobre el control de Heidenhain fue que utiliza un lenguaje más verbal para los cambios de herramientas y cosas por el estilo”, dice Madsen. “Incluso si estoy escribiendo manualmente algún código G, la pantalla de programación proporciona una descripción de qué es y qué debo buscar. La tabla de herramientas es agradable y los ciclos de sondeo también son fáciles de seguir”.

Los controles también cuentan con un administrador de escritorio remoto, lo que permite a los empleados de M5 trabajar de forma remota y configurar trabajos por la noche. Entre esta capacidad y la tendencia de Madsen de trabajar en cinco o seis tipos diferentes de piezas todos los días en dos máquinas que funcionan simultáneamente, el taller requiere un trabajo de simulación preciso. Con funciones como el Monitoreo dinámico de colisiones opcional, que ayuda a prevenir fallas en el husillo, Madsen dice que el control cumple:“Básicamente hago una renderización completa de mi parte en el control, y ha habido momentos en los que muestra un paso de media milésima. fuera de eso estaba en el código G. Entonces, en estas partes realmente pequeñas donde necesito acabados superficiales súper finos, puedo probarlo en el control y confiar en lo que veo”.