Mecanizado en seco suizo en medicina

MMD Medical ha construido una sala blanca separada con un sistema HVAC dedicado para mantener las operaciones de mecanizado suizo en seco libres de otros posibles contaminantes alrededor de las instalaciones de fabricación.

En el mundo acelerado y altamente regulado de la fabricación de dispositivos médicos de Clase II y Clase III, las empresas a menudo enfrentan el desafío de la necesidad de un entorno de mecanizado sin refrigerante que elimine el potencial de contaminación en dispositivos altamente críticos. Un fabricante con sede en Minnesota continúa realizando inversiones adicionales para garantizar que sus clientes puedan lograr objetivos comerciales y de fabricación críticos, configurando salas individuales en las instalaciones dedicadas a las necesidades específicas de los clientes. Este enfoque ha ayudado a la empresa a satisfacer con éxito la demanda del mercado de dispositivos médicos críticos y complejos con una reducción significativa de los costos y una mayor velocidad de comercialización.

MMD Medical (Brooklyn Park, Minnesota) se fundó en 1973 y originalmente se centró principalmente en la fabricación de moldes. A lo largo de los años, la empresa ha ampliado sus capacidades para incluir el moldeo por inyección, el mecanizado de precisión y el montaje. A principios de 2018, MMD Medical consolidó estas operaciones en una única instalación de 100 000 pies cuadrados que presenta, entre otras características, una sala blanca de casi 2000 pies cuadrados que alberga operaciones de mecanizado suizas que funcionan sin fluidos de corte.

Los desafíos de mecanizar una cánula

Un cliente potencial se acercó a MMD Medical con un requisito de producción anual de 600 000 cánulas, con tolerancias estrictas, para adaptarse a una variedad de procedimientos quirúrgicos. La cánula es un componente vital de un dispositivo utilizado en la reparación de hernias y otras cirugías abdominales. Canaliza el aire hacia un globo anatómico que crea la cantidad precisa de espacio dentro del cuerpo para ayudar al médico a realizar el procedimiento médico.

Una de las características engañosas de la cánula es un lumen que corre a lo largo del tubo de plástico. Si bien ese lumen no se mecaniza (es parte de un proceso de extrusión), su pequeño diámetro y longitud crean desafíos de riesgo de contaminación en ciertos entornos de mecanizado, particularmente aquellos que utilizan fluidos de corte:sacar fluidos de la pieza es difícil y costoso.

El proveedor anterior cortó los tubos extruidos a medida antes de ejecutar un proceso de fresado vertical durante el cual solo se mecanizaba un lado del tubo. Luego, el tubo se volteó manualmente para mecanizar el otro lado. El proceso de producción anterior resultó ineficiente e incapaz de satisfacer las demandas del cliente.

Un enfoque creativo para el mecanizado médico

MMD Medical utiliza actualmente máquinas de tipo suizo para el mecanizado en seco de los componentes médicos de plástico.

Al examinar la pieza, el equipo de MMD Medical supo que podía aprovechar la diversidad de antecedentes de su personal para comprender el proceso, y la tecnología necesaria, para lograr los objetivos de producción y ahorro de costos previstos por el cliente. El equipo vio la oportunidad de demostrar el valor de la empresa y, por lo tanto, la oportunidad de profundizar aún más la relación con el cliente. MMD Medical pudo adquirir rápidamente un torno automático CNC de tipo suizo Citizen-Cincom A20 de Marubeni a través de Productivity Inc. para dedicarse al desarrollo y probar el concepto del proyecto. MMD Medical especificó que todos los tubos extruidos se entregarían en longitudes de 12 pies y equiparían el A20 con un alimentador automático de barras estilo cargador Citizen C-320.

“Anteriormente, las piezas se fijaban un montón a la vez y era necesario interpolar todas las características”, dice Tim Schmit, gerente de operaciones de mecanizado de precisión. “Fue una gran victoria para nosotros poder ejecutarlos de forma automática en un torno tipo suizo con una barra de 12 pies para no tener que cortarlos. Simplemente siguen produciendo a un ritmo elevado sin el trabajo manual de los accesorios”.

“Hacer funcionar un alimentador de barras en seco no es una práctica común en la industria”, dice el vicepresidente Darren Bjork. “Nuestro equipo necesitaba hacer algunas pruebas y errores para comprender los efectos de quedarse sin agua para poder desarrollar un proceso eficiente y exitoso”. Debido a que las piezas son de plástico y no se utiliza refrigerante, tener las geometrías de herramientas correctas era vital para eliminar el calor de la viruta. La sala donde se fabrican las piezas también tiene su propio sistema HVAC para separarla aún más de las áreas donde se usan los aceites. Si bien el mecanizado sin fluidos de corte y el uso de un entorno de producción controlado con rigurosos procesos de control de calidad permite a la empresa eliminar el riesgo de contaminación en el dispositivo, no resuelve todos los desafíos.

Al ser piezas de plástico, son muy susceptibles de estropearse, pero, como es habitual en el mecanizado médico, el acabado de la superficie es fundamental. Evitar rayar es difícil ya que el material gira a altas RPM mientras pasa por un alimentador automático de barras y por el cabezal de un torno tipo suizo.

Inicialmente, a medida que las piezas se movían a través del buje, obtendrían rayones longitudinales a lo largo y se desarrollarían líneas de látigo donde las barras rozarían el alimentador de barras. Para aliviar el problema, la empresa agregó espaciadores en varios lugares, y para cualquier componente de la máquina que fuera de metal que entrara en contacto con la pieza, fabricó componentes de reemplazo con otros materiales que no marcarían la pieza. La empresa agregó un revestimiento personalizado para el buje de ajuste automático y un espaciador personalizado en el subhusillo.

El Sr. Schmit dice que los componentes personalizados más significativos que construyó la empresa fueron nuevos conjuntos de canales para el alimentador de barras. “Los alimentadores de barras están hechos para estar altamente lubricados, llenos de aceite”, dice. Ese aceite es lo que mantiene fría la barra y evita que se raye. "Nos tomó tres iteraciones, pero pudimos diseñar y construir conjuntos de canales internamente que nos permitieron ejecutar el material a RPM normales, completamente seco, sin marcar las piezas en absoluto".

Otro ajuste se produjo en colaboración con el fabricante de la máquina. Para mantener la máquina más limpia, minimizan el lubricante de aceite para usar solo lo que se necesita, en lugar de lubricar en exceso, y MMD Medical mantiene un protocolo para limpiar la máquina a intervalos regulares.

Las primeras cánulas listas para producción se entregaron en dos meses, cuatro meses antes de lo previsto. El costo del programa se redujo en $ 150,000 por año y los plazos de entrega se redujeron en un 67 por ciento. La voluntad de la empresa de invertir en el equipo adecuado y diseñar y ejecutar la mejor solución valió la pena en la entrega al cliente. Y MMD Medical ha continuado fortaleciendo el programa posterior al lanzamiento mediante el desarrollo de una forma más eficiente de aplicar una película de poliuretano casi microscópica a cada tubo después del mecanizado, eliminando aún más pasos en el proceso de producción y reduciendo aún más los costos.

Aplicación de estas lecciones al mecanizado de piezas nuevas

La empresa cuenta con salas limpias ISO Clase 7 adicionales para otras operaciones de mecanizado y montaje.

Debido a su éxito con la cánula, MMD Medical pudo asegurar rápidamente trabajo adicional con el mismo cliente. La siguiente parte es un componente para un dispositivo de ligadura, un tubo largo y angosto que está diseñado para insertarse en un cuerpo durante una cirugía para agarrar y amarrar partes del cuerpo a través de un lazo, una sutura de polipropileno, que se pasa por el centro. del dispositivo El asa de ligadura se usa comúnmente para apendicectomías y aplicaciones veterinarias.

Muchas de las estrategias implementadas en la primera parte también se trasladaron a este componente. Es una pieza bastante simple, pero también requiere un manejo cuidadoso tanto dentro como fuera de la máquina. El material para esta parte también se entrega en tubos de 12 pies de largo que se parecen mucho a los espaguetis precocinados. Si bien las barras son algo rígidas, a esta longitud se comban considerablemente, por lo que se debe tener cuidado incluso en el trasiego para evitar que el material se deforme. Las piezas también se procesan en una máquina Citizen Swiss.

En el extremo posterior de cada parte hay una ranura que está diseñada para permitir que la última sección, o lengüeta, se rompa fácilmente durante el uso (una vez que el lazo está en su lugar). Un extremo de la sutura se une a esa lengüeta para que se pueda jalar a través del tubo para apretar la sutura. La profundidad del surco es vital para permitir una ruptura fácil, pero no prematura.

Uno de los desafíos de la pieza estaba en el diseño original de la ranura, que era difícil de hacer y permitía una ruptura adecuada y consistente. MMD Medical recomendó una modificación en la forma, de una muesca cuadrada a una muesca en V, lo que proporciona un punto muy distinto en el que se rompe. La empresa todavía realiza pruebas periódicas de fuerza de rotura de la ranura, pero siempre alcanza los parámetros especificados.

Trabajo de fabricación médica ganadora

El modelo de negocios de la compañía se enfoca en seleccionar oportunidades con los principales fabricantes de dispositivos médicos, lo que permite que el equipo brinde el máximo valor. “Seguimos el principio 80/20 que nos permite concentrarnos en ayudar a nuestros clientes clave a resolver sus mayores desafíos comerciales”, dice el Sr. Bjork. "Nuestro objetivo es construir relaciones duraderas con los principales fabricantes de dispositivos médicos".

Un atributo que hace que la empresa sea atractiva para los clientes potenciales es su capacidad para identificar la mejor solución a los problemas de los clientes e implementarla rápidamente, incluso cuando se trata de incorporar la última tecnología. A medida que se desarrollan las discusiones para el trabajo futuro, el Sr. Schmit ya se está comunicando con los distribuidores de máquinas sobre qué equipo puede ser necesario. Con la justificación adecuada, la gerencia se apresura a apretar el gatillo para nuevas máquinas y, en la mayoría de los casos, estos distribuidores han podido entregar de inmediato.

“Todos buscan ahorros de costos”, dice el Sr. Bjork. “La ventaja que brindamos es que contamos con un equipo de solucionadores de problemas creativos que pueden generar soluciones creativas, y la solidez financiera para respaldar las soluciones invirtiendo en la última tecnología y equipos”.

Desde que consolidaron las operaciones de la empresa bajo un mismo techo, los equipos han podido colaborar mejor aprovechando sus diversas perspectivas y experiencia para ofrecer soluciones creativas a los problemas más grandes de los clientes.

Para obtener más información de MMD Medical, llame al 763-428-8310 o visite mmdmedical.com.