CNC obrábění ve výrobě zdravotnických prostředků

Ze všech obráběcích procesů bylo CNC obrábění nejideálnější pro vývoj přesných lékařských nástrojů. Během let pokrokové technologie CNC zpracování humanizovaly výrobu zdravotnických prostředků.
Výrobci strojů i nástrojů začali využívat potenciál CNC lékařského obrábění při výrobě přesných lékařských dílů. Například při výrobě chirurgických nástrojů CNC obráběním je vyžadována vysoká přesnost a další bezpečnostní požadavky, které zahrnují např. i snadnou sterilizaci nebo výrobu určitého lékařského nástroje pro konkrétní pacienty.

Od malých dílů
Výrobou extrémně malých medicínských dílů se zabývá mikroobrábění. Tyto části, jako např. stenty, katetry, součásti pro kardiostimulátory, oční přístroje, ale i trubky či miniaturní šrouby se používají především v implantovatelných zařízeních, technologiích dodávání léků, průzkumných chirurgických nástrojích apod. Tato zařízení mají nesmírnou sofistikovanost spojenou s jejich malými rozměry, což vyžaduje extrémní přesnost a odbornost. Proto je CNC lékařské obrábění ideální vzhledem k tomu, že poskytuje vysokou úroveň přesnosti i pro součásti pod 50 mikronů.
CNC stroje mohou vyrábět díly pro nejsložitější zařízení, jako jsou monitory srdeční frekvence, rentgenové přístroje nebo skenery MRI. Taková zařízení se skládají z množství jednotlivých dílů, které lze vyrobit pomocí CNC strojů. Také tyto součásti musí nabízet nesrovnatelnou přesnost, aby se eliminovalo riziko selhání stroje, zejména proto, že lékařské přístroje se po nemocnici často přepravují. Na rozdíl od chirurgických nástrojů nebo implantátů však tyto komponenty nemusejí být biokompatibilní, protože nikdy nemusí přijít do přímého kontaktu s pacientem.
V neposlední řadě jsou to tělesné implantáty, např. kolenní či kyčelní klouby, které se vyrábějí z různých materiálů (např. titan, plast) v omezeném množství, proto je technologie CNC obrábění i díky opakovaně využitelným obráběcím nástrojům, což brání růstu výrobních nákladů, velmi ekonomická ve srovnání třeba se vstřikováním. V současnosti může CNC obrábění v kombinaci s 3D tiskem zvýšit odolnost a výkon umělých částí těla.

Výhody CNC obrábění
CNC obrábění je nejen efektivnější a robustnější, ale z dlouhodobého hlediska také šetří čas i náklady.
Rychlá produkce bez objemových omezení – v závislosti na složitosti medicínské součásti trvá postup od digitálního CAD souboru ke konečnému produktu s CNC obráběním pouze několik hodin. Spolehlivá rychlá výroba je zvláště významná v případě lékařské pohotovosti, kdy je obtížné předvídat druhy dodávek a jejich množství.
Jakmile je vytvořen CAD soubor, je možné z něj rychle vygenerovat kódovací program, který následně pomáhá vyrábět libovolný počet dílů pouhým stisknutím tlačítka. To je velmi efektivní výhoda při výrobě jednorázových zakázkových dílů, což je typický případ specializovaného lékařského vybavení, protetiky a dalších komponent.
Přísné tolerance – některá sofistikovaná lékařská zařízení vyžadují velmi těsné tolerance, což lze na špičkových CNC strojích snadno dosáhnout, navíc obrábění poskytuje vynikající povrchovou úpravu s minimálním dodatečným opracováním.
Lékařská zařízení, produkty a související vybavení musí být vhodné pro všechny účely; jakákoli odchylka ve specifikacích by mohla vést ke katastrofám v lékařské oblasti. Digitální obrábění snižuje toto riziko na naprosté minimum.

Materiály pro medicínské obrábění
Frézovací a soustružnické CNC stroje určené pro výrobu dílů a malých precizních součástí pro medicínské aplikace i širokou škálu lékařských nástrojů a zařízení využívají k obrábění zejména ušlechtilé kovy, ale i plasty se specifickými vlastnostmi.
Obecně jsou při CNC obrábění v medicínském sektoru kvůli jejich trvanlivosti a vysoké odolnosti proti rozbití a tepelné odolnosti preferovány kovy jako nerezová ocel, titan, hliník a Nitinol.
Z nekovových materiálů je hlavním plastem používaným v lékařském CNC obrábění zejména PEEK, což je označení pro PolyEtherEtherKeton. Jde o lehký plast s dobrou odolností proti opotřebení a skvělým sterilizačním vlastnostem. Pro své biokompatibilní vlastnosti je využíván i v sektoru biomedicínského inženýrství. Může odolat až 250 stupňům Celsia, vykazuje minimum kouře a emisí toxických plynů. Je vysoce tažný s dostatečnou elasticitou při zachování struktury bez únavy nebo praskání napětím. Kromě lékařského sektoru se používá také v dentálním a leteckém průmyslu, a v potravinářství jako náhrada kovů u zařízení na výrobu potravin a nápojů.

Peter Jacobs
Foto: Shutterstock, Iscar, Seco Tools

Publikováno: 3. 3. 2022 | Počet zobrazení: 365 89