Establecimiento de un proceso de producción efectivo para bolas femorales

Después del esmerilado, una operación de bruñido mejora el acabado de la superficie antes de una operación de pulido final. Un proceso automático de medición de la rueda ayuda a garantizar que cada operación de bruñido comience desde la posición de entrada correcta.
Crédito de la foto:ANCA

Los expertos de la industria médica estiman que las cirugías ortopédicas de cadera aumentarán a una tasa del 5 % anual hasta 2026. Esto no es una sorpresa, dada la creciente población anciana en todo el mundo. Con esta tendencia, surgirá una mayor demanda de dispositivos y componentes para respaldar estos procedimientos, así como de equipos para producirlos. Un ejemplo es el proceso de mecanizado ANCA para el rectificado de bolas femorales, desarrollado conjuntamente con el fabricante de muelas abrasivas Tyrolit. Se dice que este proceso brinda calidad y consistencia en la bola femoral terminada, utilizando tecnología y control de máquina especializados en la rectificadora CNC lineal ANCA MX7.

El rendimiento eficaz de las bolas femorales utilizadas en los implantes de reemplazo de cadera exige uniformidad en la redondez, el tamaño y el acabado de la superficie. Para lograr esto, ANCA ha desarrollado un proceso en su máquina MX7 Linear que aplica una serie de operaciones secuenciales de esmerilado, bruñido y pulido final en la misma envolvente de trabajo. El resultado es un acabado superficial en la bola de menos de 0,01 micras Ra y una redondez de la pieza de menos de 3 micras.

El primer paso del proceso es rectificar la pieza inicial con precisión al tamaño. Utilizando muelas abrasivas de CBN chapadas, se elimina el exceso de material de la pieza torneada en bruto. Esta operación facilita los procesos previos al relajar las demandas de tolerancia de la pieza durante el rectificado.

A continuación hay una serie de procesos de pulido fino que producen mejoras incrementales en el acabado de la superficie. Los ingenieros de aplicaciones de ANCA y Tyrolit se combinaron para desarrollar un proceso que ofrece resultados de producción estables en la bola femoral.

Aunque las ruedas Tyrolit se han desarrollado específicamente para las aplicaciones de bola femoral, el desgaste se produce naturalmente durante el proceso de producción. Según ANCA, estaba bien posicionado para enfrentar este desafío, ya que es el diseñador y fabricante de sus propios motores lineales LinX, así como del sistema CNC y de servoaccionamiento que controlan el movimiento de la máquina y la muela abrasiva. Los ingenieros de sistemas de ANCA desarrollaron un nuevo algoritmo de control para esta aplicación que permite al operador programar las fuerzas deseadas aplicadas por la rueda de bruñir en la bola femoral. Con esta fuerza programada, la rueda alimenta la bola a un ritmo constante a medida que se desgasta. Las tres ruedas Tyrolit diferentes que se utilizan se pueden programar con su propio parámetro de fuerza de esmerilado único para lograr un acabado de superficie de espejo y una tolerancia de tamaño de pieza uniforme.

Una operación de pulido final brinda un acabado de espejo en la superficie de trabajo de la bola femoral. Crédito de la foto:ANCA

Además, se desarrolló un proceso automático de medición de la rueda para ayudar a garantizar que cada operación de bruñido comience desde la posición de entrada correcta. Se dice que esto brinda consistencia en el proceso, independientemente del desgaste de la rueda después de cada operación de bruñido.

Una operación de pulido final es el último paso, creando un acabado de espejo en la superficie de trabajo de la bola. Esto es fundamental para garantizar que la fricción mecánica y el desgaste se minimicen en el implante de cadera final.

El acabado superficial de las bolas acabadas es inferior a 0,01 micras Ra. Crédito de la foto:ANCA

El ANCA MX7 Linear tiene un cambiador de paquetes de seis ruedas que permite realizar todas las operaciones de esmerilado, bruñido y pulido en una sola configuración. Además, las herramientas utilizadas para la producción de bolas femorales se pueden cambiar fácilmente para aplicaciones de fabricación de herramientas de corte. Como resultado, en lugar de comprar una máquina dedicada a la producción de bolas femorales, los fabricantes pueden usar su máquina para otras aplicaciones de rectificado CNC que complementen su mercado y modelo comercial. Por ejemplo, en la misma máquina MX7 Linear es posible rectificar fresas, fresas y fresas rotatorias quirúrgicas, así como raspadores de cadera femoral.