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Enero de 2019 Página 3 de 3

Nuevas estrategias para el mecanizado de piezas ortopédicas

Jan-Willem van Iperen y Ruud Zanders

La fabricación de prótesis demanda nuevos materiales y operaciones de maquinado especiales. Son pocas las empresas especializadas y muchas las que intentan insertarse.

En una aplicación representativa, una pieza femoral de cobalto-cromo fundido se acabó utilizando una fresa de metal duro con punta esférica en una fresadora de 5 ejes. Las estrategias de copiado de alta velocidad y el uso de una fresa de metal duro de alto rendimiento permitieron la eliminación de una operación de rectificado. El tiempo de ciclo resultante de 11 minutos por pieza representó una reducción de tiempo del 50 % en comparación con el método anterior. El cambio de rectificado a fresado de la superficie del cóndilo eliminó la generación de piezas defectuosas. Las fresas de metal duro empleadas presentaban una calidad de metal duro tenaz específica y un recubrimiento TiAlSiN duro y pulido, y se diseñaron para permitir altos volúmenes de extracción de virutas y una acción de corte suave para conseguir un acabado superior y reducir al mínimo el tiempo de pulido.

Operaciones múltiples

Los complejos contornos de las piezas ortopédicas suelen requerir el uso de secuencias específicas de herramientas especializadas. El platillo tibial, por ejemplo, normalmente puede requerir hasta siete operaciones de mecanizado independientes. Esas operaciones pueden incluir desbaste, desbaste de la base del platillo, acabado de la base del platillo, fresado de chaflán, ranurado con fresa en T, acabado/chaflanado de paredes y desbarbado inferior. El desafío es conseguir acabados superficiales superiores con una intervención manual mínima, así como un rendimiento de herramienta fiable con la mejor combinación de productividad, coste y calidad.

Tradicionalmente, la realización de este tipo de operaciones múltiples dictaba el uso de herramientas especiales independientes desarrolladas para mecanizar cada contorno, dimensión y acabado superficial necesarios. Las herramientas especiales requieren inversión y tiempo en diseño y desarrollo, y debido a su bajo volumen de producción, pueden tener plazos de entrega prolongados y restricciones de disponibilidad.

Un nuevo enfoque comprende el desarrollo y el uso de herramientas estandarizadas para un uso productivo en estas aplicaciones, pero que conservan la flexibilidad que permite utilizarlas en distintas piezas similares en el sector médico.

Las herramientas estandarizadas y el soporte de la aplicación

El proveedor de herramientas Seco ha analizado los procesos de fabricación de piezas médicas y desarrolló una gama estandarizada de fresas de metal duro para el mecanizado de piezas ortopédicas de cobalto-cromo. El objetivo es convertir las soluciones de herramientas especiales en una gama estandarizada y más flexible. Las herramientas ofrecen características de rendimiento que permiten aplicarlas a una amplia gama de piezas y materiales.

La estandarización de las herramientas ofrece muchas ventajas. Se ahorra un tiempo significativo al eliminar el diseño, la realización de prototipos y la comprobación de herramientas a medida. Debido a que las herramientas son estándar, están disponibles en todo el mundo a través de los centros de distribución de Seco. También se fabrican en grandes volúmenes lo que reduce el coste por herramienta.

Las herramientas están diseñadas para mecanizar características específicas comunes a distintas piezas ortopédicas, incluidas las piezas de rodilla y cadera, pero también se aplican a las placas de huesos, piezas para la columna vertebral y otras piezas. Cada una de las nueve geometrías tiene una función o un área de aplicación específica. Los enfoques específicos abarcan desde el desbaste y el acabado hasta el ranurado en T para el mecanizado de acabados precisos en piezas contorneadas complejas.

La fresa de metal duro JH770, por ejemplo, está diseñada para operaciones de desbaste y está disponible con 4, 5 y 6 dientes que permiten variaciones de la herramienta para el desbaste, o acabado o para realizar operaciones de forma casi final. La herramienta cuenta con una longitud total corta para aumentar al máximo la rigidez durante el desbaste. También forma parte de la oferta estandarizada la gama JH780, una de punta esférica cónica (TBN) de 4 dientes para acabado con 5 ejes de piezas de tolerancias estrechas, como la característica de una cajera de un cotillo femoral.

Conclusión

Las tendencias demográficas y económicas mundiales indican claramente que la demanda de piezas ortopédicas sofisticadas aumentará. Al mismo tiempo, los deseos de los consumidores y la determinación de los fabricantes de piezas médicas para diferenciarse de los competidores se combinan para promover el desarrollo de piezas ortopédicas personalizadas para que cumplan con los requisitos de cada uno de los pacientes. De manera sorprendente, la especificidad de piezas variable se puede conseguir con herramientas menos especializadas, más flexibles y más rentables que las herramientas personalizadas que se aplicaban con anterioridad para fabricar las piezas. Fin.

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