Mecanizado avanzado de cinco ejes impulsa la fabricación médica de precisión

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

Estas compras empujaron los límites de precisión y tolerancia de M5 y llevaron a M5 a convertirse en un proveedor crítico para muchas empresas de equipos médicos esenciales. Ahora, el taller de cuatro personas crea todo, desde moldes microfluídicos para vacunas hasta componentes de herramientas para cirugía cerebral y micro-moldes de piezas de prototipos de marcapasos. «Dos de las mejores decisiones de inversión que hemos hecho», declara el propietario Jon Baklund.

Herramientas de micromecanizado

Las piezas de marcapasos requerían ocho agujeros de 0,005 pulgadas, y los requisitos de esterilidad significaban que las piezas no podían ser tocadas por manos humanas. Baklund destacó la importancia de la automatización mecánica y la precisión de la máquina para cumplir estos requisitos.

Cumplir esta precisión era especialmente difícil ya que la expansión térmica puede causar problemas de mecanizado a estos micro-niveles, pero la máquina herramienta Kern los evitó gracias a una configuración que bombea agua fría a través de la estructura para hacerla más estable térmicamente que su entorno exterior. «Esto a menudo resulta en un enorme ahorro de costos para los fabricantes, que ya no necesitan adquirir gigantescas unidades de AC y más para estabilizar sus salas», dice el presidente de Kern, Toni Mangold.

El principal fabricante de herramientas y diseñador de M5, Alex Madsen, señala otras mejoras de proceso: «Uso regularmente fresas de 0,003 pulgadas de diámetro en aceros endurecidos con estas máquinas, a menudo resultando en acabados superficiales como espejos. Además, el quinto eje ayuda con la vida de la herramienta. Poder mecanizar cinco lados de una pieza a la vez elimina tener que sujetar una segunda vez».

Controles dinámicos y accesibles

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

«Lo primero que noté sobre el control Heidenhain fue que usa un lenguaje más verbal para cambios de herramienta y cosas así», dice Madsen. «Incluso si estoy tecleando 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 gestor de escritorio remoto, permitiendo a los empleados de M5 trabajar de forma remota y configurar trabajos por la noche. Entre esta capacidad y la tendencia de Madsen a trabajar en cinco o seis tipos diferentes de piezas cada día en dos máquinas funcionando simultáneamente, el taller requiere trabajo de simulación preciso. Con funciones como la Monitorización Dinámica de Colisiones opcional, que ayuda a prevenir choques del husillo, Madsen dice que el control cumple: «Básicamente hago un renderizado completo de mi pieza en el control, y ha habido veces que muestra un paso de media milésima que estaba en el código G. Así que en estas piezas realmente diminutas donde necesito acabados superficiales superfino, puedo probarlo en el control y confiar en lo que veo».