Evitare pratiche scorrette nella lavorazione

Il taglio di componenti per l'industria medica è molto simile a un intervento chirurgico: il successo è gratificante, ma l'operazione può essere difficile. Le complicazioni derivano da progettazioni e specifiche impegnative dei componenti, nonché da requisiti rigorosi imposti da organismi di regolamentazione, come la Food and Drug Administration. Pertanto, come i chirurghi, gli operatori necessitano di conoscenze, strumenti, tecniche e pratiche speciali per portare le operazioni mediche a una conclusione soddisfacente.

Una delle sfide principali che devono affrontare le officine che lavorano componenti medicali è come gestire i diversi materiali. Ad esempio, gli impianti spinali erano realizzati con materiali comuni come il titanio e l'acciaio inossidabile, ha affermato Mike MacArthur, vicepresidente dell'ingegneria presso RobbJack Corp., un produttore di utensili da taglio in metallo duro con sede a Lincoln, California. Ora, tuttavia, i materiali per questi impianti includono polimeri come il polietere etere chetone e opzioni trasparenti che consentono ai medici di vedere attraverso di essi per verificare il progresso della guarigione dei tessuti.

"Quindi sviluppiamo geometrie specializzate per tagliare questi materiali unici", ha affermato.

RobbJack produce anche strumenti per lavorare lenti intraoculari impiantate negli occhi. Queste lenti erano fatte di plastica dura e rigida. Ma oggi, MacArthur ha affermato che i materiali preferiti sono polimeri morbidi e flessibili che consentono di piegare le lenti, il che le rende più facili da posizionare negli occhi dei pazienti.

Per la lavorazione di componenti medicali vengono utilizzate punte elicoidali e a gradini in metallo duro integrale di Star Cutter, realizzate su misura e di piccolo diametro. Corso di immagini di Star Cutter

"Questo è vantaggioso per il paziente", ha detto. "Ma è molto difficile tagliare questo tipo di materiale morbido e gommoso."

Per soddisfare i requisiti di questa applicazione, RobbJack produce utensili nella gamma di diametri di 0,254 mm (0,01") "con finiture ultralucide e taglienti ultraaffilati", ha affermato MacArthur.

Per quanto riguarda i metalli, quelli che hanno guadagnato popolarità nel settore medico negli ultimi anni includono il nitinol flessibile e il BioDur resistente alla corrosione. Sebbene le proprietà di questi materiali siano utili negli strumenti e negli impianti medici, sono anche più abrasivi rispetto alle alternative convenzionali, ha affermato Steve Easterday, responsabile delle applicazioni svizzere presso NTK Cutting Tools USA a Wixom, Michigan.

Considerazioni sul rivestimento

NTK Cutting Tools si concentra sui rivestimenti per utensili con deposizione fisica da vapore multistrato per materiali difficili da tagliare. Anche se uno spesso rivestimento di nitruro di titanio potrebbe essere adatto per la rotazione dei fili di titanio, Easterday ha affermato che non sarebbe sufficiente per tagliare il BioDur abrasivo o il nitinol.

Per gli strumenti che verranno utilizzati per lavorare questi materiali, "potremmo realizzare un rivestimento TiN e quindi stratificarlo con un rivestimento in nitruro di alluminio e titanio per conferirgli maggiore resistenza all'usura", ha affermato.

I rivestimenti PVD possono essere relativamente spessi, ma Easterday ha sottolineato che il processo PVD produce comunque strati più sottili rispetto al rivestimento di deposizione chimica da vapore. Ciò rende i rivestimenti PVD più adatti per gli inserti a spigolo vivo necessari per tagliare piccole parti mediche.

Quando si tornino pezzi di piccole dimensioni, l'inserto "l'affilatezza è tutto perché si desidera una minore pressione dell'utensile e un taglio più libero", ha affermato.

Oltre ai rivestimenti, Easterday consiglia alle officine impegnate nella lavorazione medicale di prestare molta attenzione agli avanzamenti e alle velocità. Quando si passa dal taglio di viti ossee in titanio a parti mediche realizzate con materiali più duri come nitinol e BioDur, ad esempio, ha affermato che i piedi di superficie al minuto e la velocità di avanzamento devono cambiare per ottenere la giusta quantità di calore nei trucioli. Quando si torni il nitinol, consiglia di iniziare con un sfm e una velocità di avanzamento significativamente inferiori rispetto a quelli utilizzati per il titanio. E in alcuni casi, a seconda della lunghezza e del diametro del materiale, nonché della profondità di taglio, potrebbe essere necessario modificare i parametri iniziali man mano che il processo procede.

"Nulla è realmente scritto sulla pietra con avanzamenti e velocità su questi materiali esotici", ha detto. "Devi entrare lì e modificarlo per farlo bene."

Man mano che il processo di lavorazione procede, la maggior parte dei materiali utilizzati per le parti mediche tendono a indurirsi, ha affermato Gary McCarel, ingegnere applicativo presso Star Cutter Co., un produttore di utensili a Farmington Hills, Michigan. Pertanto, ha affermato che è importante avere un processo stabile, ovvero un processo in cui vi sia una velocità di avanzamento costante. Ad esempio, non dovrebbero esserci soste nel taglio.