Новейшая технология массовой чистовой обработки для шлифования и очень тонкого полирования имплантатов

Дата публикации: 19.04.15

Компания OTEC Prazisionsfinish GmbH является одним из ведущих немецких производителей систем массовой чистовой обработки для шлифования и полирования медицинских имплантатов. Определенным основным объектом ассортимента продукции являются так называемые установки для чистовой обработки волочением (смотрите рис. 1: 2-ступенчатый DF-5 S2), используемые для шлифования и очень тонкого полирования или чистовой обработки до зеркального блеска высококачественных обрабатываемых заготовок, которые не должны контактировать друг с другом во время процесса. К таким изделиям относятся режущие инструменты, имплантаты коленных и тазобедренных суставов.

Рис. 1: 2-ступенчатый станок DF-5 S2 для чистовой
обработки волочением

Рис. 2:

Процесс

В процессе чистовой обработки волочением обрабатываемая заготовка зажимается в держателе и протягивается через материал для шлифования или полирования. Для максимизации эффективности процесса обрабатываемая заготовка вращается вокруг собственной оси, с одновременным перемещением по планетарной орбите (рис. 2). Все основные параметры, такие как скорость вращения обрабатываемой заготовки, скорость волочения, глубина погружения, концентрация компаунда и, конечно же, продолжительность обработки, могут быть предварительно выбраны на сенсорной панели Siemens. Это обеспечивает абсолютную стабильность и воспроизводимость процесса.

Для как можно более эффективной обработки обрабатываемых заготовок и обеспечения как можно более лучшего качества поверхности часто необходимо использовать 2-ступенчатый процесс. В этом случае, обрабатываемые заготовки обычно обрабатываются влажным шлифованием на первом этапе, а затем сухим полированием – на втором этапе. Это обеспечивает, к примеру, сглаживанием обрабатываемых заготовок из кобальтовохромового сплава (CoCr) от исходных значений в Ra 3,25 мкм до Ra 0,01 мкм. При использовании второго привода вращение обрабатываемой заготовки и ротора может быть настроено по отдельности. Это обеспечивает возможность определения широкого диапазона путей (смотрите рис. 3 и 4).

Рис. 3: Вращение держателя обрабатываемой
заготовки против направления ротора.

Рис. 4: Вращение держателя обрабатываемой
заготовки в одном направлении с ротором.

Различные скорости и ускорения, которые могут быть получены, могут оказывать значительное воздействие на эффект шлифования материала, обеспечиваемый просто выбором скорости и направления вращения.

Преимущества установок OTEC для чистовой обработки волочением:

1. Обрабатываемую деталь можно заменять одним нажатием кнопки

Новая зажимная система (патентная заявка находится на рассмотрении) обеспечивает замену обрабатываемой заготовки одним нажатием кнопки (смотрите рис. 5). Для передачи момента вращения используется шестигранный фитинг. Для установки держателя обрабатываемой заготовки на месте он просто устанавливается в разъем и автоматически защелкивается на месте. Его можно снять одним нажатием кнопки.

Рис. 5: Замена обрабатываемой
заготовки в независимо
вращающемся держателе

Рис. 6: Держатель
устанавливается под углом;
каждая обрабатываемая
заготовка вращается
независимо.

Рис. 7: Угловой, независимо
вращающийся, держатель
обрабатываемой заготовки
с большой берцовой костью

2. Более равномерная чистовая обработка обеспечивается посредством углового и независимо вращающегося держателя обрабатываемой детали (патентная заявка находится на рассмотрении)

Установки OTEC для чистовой обработки волочением обеспечивает выполнение работы с независимо вращающимися держателями. Во время этого процесса каждая обрабатываемая заготовка дополнительно вращается по своей собственной оси. Более того, держатель может быть установлен под углом, что, в частности, обеспечивает намного лучшую чистовую обработку внешней и внутренней поверхности обрабатываемых заготовок. Это обеспечивает множество таких преимуществ, как:

лучшая чистовая обработка центра шарика тазобедренного сустава
более равномерная чистовая обработка бедренных суставов
лучшая чистовая обработка оболочки бедренных суставов
идеальная чистовая обработка лицевой поверхности большой берцовой кости

3. Покрытие для бедренных суставов

С точки зрения производственного процесса, имеет смысл выполнить пескоструйную обработку обратной стороны бедренных суставов перед шлифованием и полированием. Чтобы избежать любых неблагоприятных изменений поверхности, подвергнутой пескоструйной обработке, во время процесса шлифования и полирования, компания OTEC разработала специальное покрытие (смотрите рис. 8), которое также используется для закрепления держателя на месте.

Рис. 8: Бедренные суставы с покрытием

Рис. 9: Гибкое дно барабана

4. Дно гибкого контейнера для материала для высококачественной чистовой обработки поверхности

В результате статического давления, интенсивность процесса чистовой обработки пропорциональна глубине погружения. Это означает, что большие усилия чистовой обработки применяются ближе к дну контейнера для материала – при относительно короткой продолжительности чистовой обработки. Как правило, дно контейнера для материала является твердым и жестким по своей конструкции. При шлифовании имплантатов используется керамический или пластиковый связанный абразивный материал, который легко можно размолоть движением вращения обрабатываемой заготовки и твердого дна контейнера для материала. При использовании гибкого дна (патентная заявка находится на рассмотрении) это просто не может произойти, поскольку дно само по себе прогибается при увеличении давления. Это защищает поверхность обрабатываемых заготовок от ударов и предотвращает любое выборочное уплотнение поверхности. Это обеспечивает самую лучшую подготовку к последующему этапу полирования, так как абсолютно отсутствует какой-либо риск образования неровностей или эффекта «апельсиновой корки».

5. Система продувки после выполнения процесса влажного шлифования

Компания OTEC разработала устройство для продувки для предотвращения попадания любого абразивного материала в процесс полирования. Во время выполнения этого процесса держатель обрабатываемой заготовки перемещается в указанное положение, где он продувается начисто в течение предварительно определенного времени. Это надежно защищает от перемещения любого абразивного материала на этап полирования.

Хорошее изделие обеспечивается взаимодействием разнообразных отдельных деталей. И здесь абсолютно ясно, что преимущества станков OTEC обеспечиваются самой конструкцией этих станков. Сочетание многих мелких практических деталей обеспечивает получение самой лучшей возможной продукции, которая может быть выполнена по индивидуальному заказу, в соответствии с определенными требованиями клиента. Результатом является систематическая надежная превосходная поверхность высшего качества. Взятые вместе, все эти различные компоненты обеспечивают то, что компания OTEC предлагает самые лучшие возможные результаты для чистовой обработки поверхности имплантатов.