CNC stroje pro výrobu medicínských produktů a zařízení

Pokud jde o výrobu a obrábění složitých medicinských dílů, jen velmi málo průmyslových odvětví splňuje přísné regulační požadavky této výroby. Zahrnují vše od rekonstrukčních přístrojů, implantátů, artroskopie, ortobiologie, kyčelních, kolenních a kloubních náhrad přes chirurgické nástroje, diagnostické přístroje, kardiovaskulární systémy, přístroje pro diabetiky až po dentální nástroje. Kromě toho s postupující technologií lékařské výroby již neexistuje „jedna velikost pro všechny“ při obrábění lékařských dílů, proto uplatnění nacházejí zejména výrobní zařízení umožňující rychlé přizpůsobení požadavkům vysoce přesné malosériové či kusové výroby, ideálně s možností automatizace.

Chiron
Skupina Chiron je známá jako poskytovatel produktivního, vysoce kvalitního obrábění pro výrobu zdravotnických prostředků. Její přesná obráběcí centra a technická řešení jsou schopna splňovat přísné tolerance pouhých několika mikronů s dokonalou povrchovou úpravou a výjimečnou kvalitu povrchu. Firma má i centrum pro lékařské a přesné technologie v německém Tuttlingenu pro přesnou analýzu a postup, od zkušebních obráběcích operací, upínacích zařízení až po testy nástrojů a chování materiálu. Chiron Medical & Precision Technology Center ve spolupráci s předními lékařskými institucemi a dodavateli technologií funguje i jako stálý zdroj odborných znalostí v oblasti lékařské výroby.
Pokud jde o konkrétní stroje, uvádí Chiron např. pro výrobu stomatologických zařízení modely FZ08, DZ08 a CNC centra řady 12. Jejich stroje lze nalézt mezi výrobci lékařských OEM i dodavatelskými podniky pro výrobu komponentů, jako jsou titanové ramenní implantáty, fragmentové dlahy pro páteře, spinální distraktory, kolenní inleje, klouby a řadu dalších dílů. Lékařské implantáty vyžadují výjimečně kvalitní povrchovou úpravu a těsné tolerance u složitých tvarů geometrie bez otřepů nebo defektů a právě zde Chiron vyniká.

Nakamura-Tome
Uznávaný specialista v oblasti víceúčelových frézovacích/soustružnických strojů pro lékařský průmysl. Jeho CNC obráběcí centra jsou široce používána při výrobě zdravotnických prostředků jako řešení pro výrobu malých protetických komponent, kyčelních skořepin a kostních šroubů. Jejich obráběcí platformy jsou oceňovány pro bezkonkurenční povrchové úpravy a úrovně přesnosti.

Mitsubishi EDM
Stále více velkých lékařských firem a jejich dodavatelů přesouvá výrobu dílů z konvenčního obrábění na technologii EDM, která ve srovnání s jinými procesy obrábění nabízí řadu výhod při řezání složitých součástí včetně chirurgických nástrojů a implantátů. Mezi oblasti, kde EDM předčí konvenční obrábění, patří čistota povrchu, úzké tolerance, výroba malých dílů (pod 10 mm), žádné otřepy či deformace a schopnost vytvářet malé otvory i ostré vnitřní rohy na součástech, jako jsou třeba vodítka kostních pil. To jsou faktory, kde drát EDM vysoce boduje a činí řadu strojů Mitsubishi EDM perfektními pro výrobce zdravotnických prostředků nebo implantátů.
Chirurgické nástroje vyžadují čistý povrch a přesné úhly s malými poloměry v rozích a právě zde převládá Mitsubishi EDM nad jinými technologiemi lékařského obrábění. Podstatné je i hledisko úspory nákladů – lékařské implantáty jsou často vyráběny z drahých slitin a proces drátového EDM vyřeže z bloku materiálu pouze požadovaný tvar, zbytek materiálu se ušetří na jiné díly. Kromě toho mohou být používané titanové slitiny, které jsou hořlavé při obrábění, ale proces drátového EDM probíhá plně pod vodou, takže eliminuje riziko požáru.

OPS Ingersoll
Pro vysokorychlostní obrábění jsou v aplikacích pro medicínský průmysl často využívány výrobci lékařských a dentálních produktů a OEM podniky jejich dodavatelských řetězců i stroje OPS Ingersoll, které zaručují rychlost a absolutní přesnost nezbytnou při výrobě lékařských přístrojů. Konkrétním příkladem mohou být obráběcí centra Eagle V5 a V9 nasazovaná pro medicínský a dentální průmysl. Špičková CNC obráběcí centra Eagle série 3 a 5 pro vysoce dynamické přesné frézování, disponují přesnou kompenzací vřetena a automatickým řízením teplotního posunu.

Yasda
Její stroj YMC 430 využila např. americká Applied Medical technology (AMT) pro svou nástrojárnu, která vyrábí hadičky a chirurgické vybavení. Na výrobu zařízení a forem pro lisování produkce kvůli vysoké přesnosti a možnostem povrchové úpravy využívá 5osé obráběcí centrum Yasda PX30i s výbornou absorpcí řezných sil, vysokou kvalitou povrchu a opakovatelností. Toto centrum se osvědčilo i jako ideální pro frézování titanových lékařských dílů.

Mazak
Rovněž Mazak má bohaté zkušenosti s obráběním těžkoobrobitelných materiálů napříč odvětvími. Při obrábění součástí zdravotnických prostředků a ortopedických implantátů využívá zkušenosti v integraci procesů pomocí víceúlohových strojů a 5osého obrábění a navrhuje přístupy k bezobslužným nebo pracovně úsporným systémům. Mezi produkty vyráběnými na jejích zařízeních pro medicínský sektor dominují např. ortopedické kostní dlahy, šrouby, umělé klouby, chirurgické kleště a další nástroje, ale i formy pro lékařské produkty vyráběné z pryskyřice.
Kolekce strojů pro medicínskou výrobu zahrnuje např. simultánní 5osé horizontální multitaskingové stroje řady INTEGREX i-H a INTEGREX j (pro víceplošné obrábění). Zástupci řady 5osých vertikálních obráběcích center VARIAXIS jsou simultánní stroje pro obrábění široké škály lékařských komponent včetně diagnostických zařízení, chirurgických nástrojů a umělých kloubů. Simultánní vertikální obráběcí centrum VARIAXIS i-300 AWC s Auto Work Changer tvoří kompaktní automatizační systém pro efektivní obrábění malých sérií medicínských dílů.

Okuma
Řada univerzálních center MU-V poskytuje výkon procesně náročného obrábění a vysokorychlostní, vysoce přesné řezání díky kombinaci soustružení a 5osého multitaskingového obrábění. Pro účely medicínského obrábění doporučuje výrobce např. stroje MU-400VIII, multifunkční CNC soustruhy řady MULTUS BII, které prakticky eliminují opakované upnutí, aby se zlepšila přesnost a neproduktivní doba bez řezání se udržela na minimu.
Vertikální obráběcí centra Genos řady M a L jsou vhodné pro výrobu částí umělých kloubů, implantátů i komponent pro zubní implantáty, ale i rotory centrifug apod.

Nástroje pro speciální materiály i aplikace
Pro obrábění materiálů používaných v lékařském průmyslu, mezi něž patří řada těžko obrobitelných kovů a slitin, jako je např chirurgická a nerezová ocel, titan, slitiny CoCr či niklu aj., zelená, bílá nebo tvrdá keramika apod., jsou samozřejmě potřeba i speciální nástroje.
Na ty se zaměřila rovněž početná skupina renomovaných dodavatelů, mezi nimiž figurují např. ISCAR, Ceratizit, Tungaloy, Kennametal, Seco a další, kteří mají ve svém portfoliu širokou škálu nástrojů vhodných pro jejich obrábění.
Například ISCAR nedávno ke své dosavadní nabídce představil zcela novou nástrojovou řadu LOGIQUICK, která pokrývá širokou řadu aplikací včetně výroby pro medicínský sektor a řešení pro produkty, jako jsou dentální šrouby, systém kyčelního kloubu, kostní dlahy apod.
Podobně Ceratizit pro své nástroje k výrobě chirurgického i dentálního vybavení používá třídy vyhovující medicínským předpisům. Nové druhy karbidů jsou také kontrolovány na in vitro cytotoxicitu podle DIN EN ISO 10993-5. To samé platí i pro řešení Tungaloy u široké škály nástrojů a optimálních technických řešení pro CNC obráběcí centra a stroje švýcarského typu pro efektivní obrábění obtížných materiálů používaných v lékařském průmyslu, např. pro umělé kyčelní klouby a kostní šrouby.
Kennametal nabízí pro lékařské obrábění titanu, nerezové oceli, kompozitních materiálů a kobalt-chromu tvrdokovové karbidové čelní frézy řady HARVI III a HARVI IV. U japonské značky Nachi je to zase např. nová řada fréz AquaREVO pro různé druhy ocelí, včetně tvrzených i nerezových, a mikrovrtáky pro otvory velmi malých průměrů téže řady. Přesné mikrovrtáky dodává pro výrobu lékařských nástrojů i firma Sphinx Tools, která nyní působí v rámci společnosti Sandvik Coromant, dodávající vybavení pro výrobu kyčelních kloubů, kostních a pediklových šroubů a kostních dlah.
Vesměs všichni výrobci mají na svých stránkách i elektronické katalogy s interaktivním návodným rádcem pro výběr nejvhodnějších nástrojů a obráběcích technik pro danou medicínskou aplikaci či materiál, který usnadňuje volbu potřebné konfigurace.

Josef Vališka
Foto: Engineering Technology Group

Publikováno: 6. 3. 2025 | Počet zobrazení: 21 | Počet přeposlání: 0 2