Оптимизация производства феморальных шаровых подшипников для ортопедического совершенства

После шлифования операция шлифования улучшает чистоту поверхности перед финальной полировкой. Автоматический процесс измерения круга помогает гарантировать, что каждая операция шлифования начинается с правильной позиции подачи. Фото: ANCA

Эксперты медицинской индустрии оценивают, что ортопедические тазобедренные операции будут расти на 5% год к году до 2026 года. Это неудивительно, учитывая растущее стареющее население по всему миру. С этой тенденцией возникнет увеличенный спрос на устройства и компоненты для поддержки этих процедур, а также оборудование для их производства. Один пример — процесс ANCA для шлифования феморальных шаров, разработанный совместно с производителем шлифовальных кругов Tyrolit. Этот процесс, говорят, доставляет качество и последовательность в готовых феморальных шарах, используя специализированный станочный контроль и технологию на CNC-шлифовальном станке ANCA MX7 Linear.

Эффективная производительность феморальных шаров, используемых в имплантатах тазобедренных суставов, требует последовательности круглости, размера и чистоты поверхности. Для достижения этого ANCA разработала процесс на своем станке MX7 Linear, который применяет серию последовательных операций шлифования, шлифования и финальной полировки в той же рабочей зоне. Результат — чистота поверхности на шаре менее 0,01 микрона Ra и круглость детали менее 3 микрон.

Первый шаг в процессе — шлифование исходной детали точно по размеру. Используя покрытые CBN шлифовальные круги, излишки материала удаляются с грубообработанной детали. Эта операция делает восходящие процессы легче, смягчая требования допуска для детали во время шлифования.

Далее идет серия тонких операций шлифования, которые дают инкрементальное улучшение чистоты поверхности. Инженеры по применению от ANCA и Tyrolit объединились для разработки процесса, доставляющего стабильные производственные результаты на феморальном шаре.

Хотя круги Tyrolit были специально разработаны для применений феморальных шаров, износ естественно происходит во время производственного процесса. Согласно ANCA, она была хорошо позиционирована для решения этой проблемы, так как она является проектировщиком и производителем собственных линейных моторов LinX, а также CNC и сервоприводной системы, контролирующей станок и движение шлифовального круга. Инженеры систем ANCA разработали новый алгоритм управления для этого применения, который позволяет оператору запрограммировать желаемые силы, приложенные шлифовальным кругом к феморальному шару. С этой запрограммированной силой круг подается в шар с постоянной скоростью по мере износа. Три разных круга Tyrolit, используемые, могут быть запрограммированы со своими уникальными параметрами силы шлифования для достижения зеркальной чистоты поверхности и последовательного допуска размера детали.

Финальная операция полировки доставляет зеркальный финиш на рабочей поверхности феморального шара. Фото: ANCA

Кроме того, автоматический процесс измерения круга был разработан, чтобы помочь гарантировать, что каждая операция шлифования начинается с правильной позиции подачи. Говорят, это доставляет последовательность процесса независимо от износа круга после каждой операции шлифования.

Финальная операция полировки — последний шаг, создающий зеркальный финиш на рабочей поверхности шара. Это критично для обеспечения минимизации механического трения и износа в финальном тазобедренном имплантате.

Чистота поверхности готовых шаров менее 0,01 микрона Ra. Фото: ANCA

ANCA MX7 Linear имеет шестикруговый сменщик паков, позволяющий выполнять все шлифовальные, шлифовальные и полировочные операции в одной наладке. Кроме того, инструментальная оснастка, используемая для производства феморальных шаров, может быть легко изменена для применений производства режущих инструментов. В результате, вместо покупки выделенного станка для производства феморальных шаров, производители могут использовать свой станок для других CNC-шлифовальных применений, дополняющих их рынок и бизнес-модель. Например, шлифование хирургических вращающихся резаков, сверл и расточек, а также феморальных тазобедренных наборов — все возможно на том же станке MX7 Linear.