04. července 2023 21:26

Efektivní, cílené opracování částí femurů s vysokou stabilitou procesu a zvýšenou produktivitou

Nový závod společnosti Smith+Nephew využívá zařízení Rösler

Pro správnou funkci ortopedických implantátů a jejich dlouhou životnost v lidském tle, je vyžadován přesně definovaný povrch na různých částech implantátu. Pro cílenou povrchovou úpravu části femurů používá společnost Smith+Nephew ve svém novém high-tech závodě v Malajsii dvě výrobní buňky, z nichž každá obsahuje tři vlečné finišery R 6/1000 SF od společnosti Rösler. Dvě plně automatické odstředivky Z1000, vybavené digitálním systémem sledování kvality procesní vody „Advanced“ od společnosti Rösler Smart Solutions, zajišťují spolehlivé, efektivní čištění a recyklaci procesní vody. Dalším nepostradatelným příspěvkem ke stabilitě dokončovacích operací je nepřetržité sledování množství náplně a třídění brousících a leštících médií.

Inzerce

Posláním společnosti Smith+Nephew, přední světové společnosti v oblasti zdravotnických technologií, je nahrazovat vadné části těla, a tím zlepšovat kvalitu života pacientů a prodlužovat délku jejich života. Společnost zaměstnává přibližně 18 000 lidí ve více než 100 zemích. Díky vývoji a aplikaci inovativních technologií intenzivně pracují na zdokonalování produktů tří globálních obchodních divizí společnosti „ortopedická rekonstrukce“, „moderní léčba ran“ a „sportovní medicína“. Tento závazek k poskytování dokonalých lékařských řešení se odráží i v novém high-tech závodě společnosti Smith+Nephew v malajském Penangu. Nový závod v rámci divize „ortopedické rekonstrukce“ vyrábí především endoprotetické implantáty kolenních a kyčelních kloubů.

Optimální povrchová úprava – klíčové kritérium kvality

Jürgen Preiser, vedoucí výrobní inženýr společnosti Smith+Nephew, vysvětluje: „Pro každý z našich výrobků máme specifikace, které přesně definují požadovanou kvalitu jejich povrchu. V novém závodě v Penangu koordinuje zřízení výrobních buněk pro povrchovou úpravu kolenních implantátů z kobalt-chromových slitin. Například vnitřní plochy komponent femurů musí mít přesně definovanou drsnost povrchu, aby se podpořila optimální integrace do kosti. Na druhou stranu vnější povrchové plochy musí mít velmi hladkou, leštěnou, povrchovou úpravu, aby se omezilo tření způsobující předčasné opotřebení. Proto musí některé cílené vnější plochy součástí femurů projít extrémně náročnou dokončovací operací s naprosto konzistentním výsledkem.

Vlečné finišery – řešení pro cílené broušení a leštění povrchu bez vzájemného kontaktu dílů

Pro tento náročný úkol si zákazník vybral zařízení pro vlečné broušení Rösler R 6/1000 SF. Jedná se o speciální hromadné dokončovací systémy, které byly vyvinuty pro přesné a cílené povrchové úpravy hodnotných a citlivých obrobků složitých tvarů. Mimořádně důležité je, aby se části femurů při broušení a leštění povrchu vzájemně nedotýkaly. Veškeré parametry procesu, přesně přizpůsobené přísným požadavkům na dokončování, jsou uloženy v řídicím panelu PLC. To zaručuje naprosto opakovatelné a konzistentní výsledky. Jürgen Preiser vysvětluje rozhodnutí pro společnost Rösler takto: „Vzhledem k tomu, že náš závod v Memphisu v USA používá pro stejnou aplikaci identické dokončovací procesy a stroje, máme dostatek zkušeností a know-how. To výrazně usnadňuje a urychluje schvalování příslušných zařízení a dokončovacích procesů. Dalším bodem ve prospěch společnosti Rösler byla její globální přítomnost, s distributorem v Singapuru. Kromě toho společnost Rösler vyvíjí a vyrábí všechny své produkty ve vlastní režii. To umožňuje optimální přizpůsobení zařízení, spotřebního materiálu a zaručuje stabilní zdroj dodávek.

Dvě výrobní buňky – každá se třemi zařízeními pro vlečné broušení  

Závod na Malajském poloostrově je k dnešnímu dni vybaven dvěma výrobními buňkami. Každá buňka obsahuje tři zařízení pro vlečné broušení pro procesní fáze předbroušení keramickými médii, předleštění plastovými médii a suché leštění speciálně připraveným organickým lešticím médiem. Aby nebylo nutné přerušovat výrobní proces během údržbářských prací, lze ve všech zařízeních provádět suché leštění a ve čtyřech ze šesti zařízeních lze provádět jak suchý, tak mokrý proces broušení a leštění.

Optimalizovaný systém upínání obrobků přináší o 50 % vyšší průchodnost obrobků.

Zařízení pro vlečné broušení se skládají z pracovní nádoby o průměru 1 000 mm a karuselu se šesti rotačními vřeteny. Ty jsou vybaveny speciálně navrženými upínacími přípravky, na které se upevňují obrobky. Konstrukce upínačů umožňuje upnutí obrobků v poloze, která umožňuje dokončování přesně definovaných ploch. Nová konstrukce upínačů nyní umožňuje zvýšit počet obrobků upnutých do jednoho upínače ze dvou na tři, aniž by byla ohrožena kvalita celoplošného opracování povrchu. Jürgen Preiser komentuje tuto konstrukční změnu s nadšením: „Nyní jsme schopni zpracovat 18 kusů femurálních komponentů v jedné dávce, zatímco v minulosti jsme jich zpracovávali pouze 12. Tím se naše výkonnost zvýšila přibližně o 50 %, což je skutečně pozoruhodné zvýšení naší produktivity.“

V počáteční fázi broušení a leštění je rotující karusel spuštěn. To způsobí, že se obrobky připevněné k rotujícím vřetenům ponoří do média obsaženého v pracovní nádobě. Vestavěný systém kontroly zajišťuje přesné dodržení stanovené hloubky ponoru pro různé typy obrobků. Samostatné, nezávisle řízené pohony karuselu a vřeten umožňují optimální přizpůsobení intenzity opracování různým typům obrobků. Vlečné finišery Rösler včetně pohonů karuselu a vřeten jsou ze své podstaty velmi robustní. Proto nebylo nutné provádět žádné konstrukční změny, aby bylo možné zvládnout vyšší provozní zatížení způsobené upnutím tří obrobků na vřeteno namísto dvou. Dosažení všech parametrů opracování, včetně hloubky ponoření obrobků, nebylo žádným problémem.

Monitorování úrovně pracovního média a jeho třídění zaručují vyvikající výsledky opracování.

Pro trvalé dosahování vysoké kvality finální úpravy je nesmírně důležité udržovat  konstantní hladinu náplně v pracovní nádobě a optimální složení směsi. Hladina média se sleduje vizuálně i pomocí speciálních senzorů. Kdykoli je zapotřebí zásah obsluhy, zobrazí se na ovládacím panelu zpráva. „Pro udržení trvale vysoké kvality finální úpravy jsme navíc nainstalovali systém třídění médií, který se skládá z vibrační prosévací jednotky. Jednou týdně prochází keramická a plastová média přes prosévací jednotku, kde jsou všechna podrozměrná média odseparována z provozní směsi,“ komentuje Jürgen Preiser.

Digitální systém sledování kvality procesní vody zlepšuje celkovou stabilitu procesu

Pro čištění a recyklaci procesní vody z „mokrého“ předbroušení a předleštění ve dvou výrobních buňkách zakoupila společnost Smith+Nephew dvě plně automatické čistící odstředivky Z1000. Jürgen Preiser vysvětluje: „Koncepce dvou odstředivek nám umožňuje provozovat dva oddělené okruhy procesní vody, jeden pro dokončovací operace s keramickými médii a druhý pro operace s plastovými médii. Udržování dvou oddělených vodních okruhů nám pomáhá předcházet nejrůznějším problémům, například s pěněním.“ Ovládací panel každé odstředivky je vybaven digitálním systémem řízení kontroly kvality procesní vody od společnosti Rösler Smart Solutions. Tento inovativní interaktivní software umožňuje sledovat, shromažďovat data a vyhodnocovat až 14 individuálně volitelných procesních parametrů. Mezi ně patří koncentrace sloučenin, hodnota pH a mikrobiologická kontaminace. V softwaru jsou uloženy cílové hodnoty parametrů a jejich příslušné toleranční rozmezí. Pro účely porovnání se zadávají skutečné hodnoty. Kdykoli jeden nebo více parametrů vybočí z předem definovaného rozsahu, systém zobrazí chybové hlášení a vydá srozumitelná doporučení umožňující rychlý návrat do zadaného tolerančního rozsahu. Tím je zajištěna trvale vysoká kvalita procesní vody. Komentář Jürgena Preisera: „S digitálním řídicím systémem nejenže mnohem lépe kontrolujeme provoz čištění a recyklace procesní vody. Kromě toho nám pomáhá při školení těch zaměstnanců, kteří o zacházení s procesní vodou vědí jen velmi málo nebo vůbec nic.“ Automatické ukládání hodnot navíc umožňuje rozpoznat změny v procesní vodě za delší časové období, takže lze odpovídajícím způsobem naplánovat potřebnou výměny procesní vody s minimálním narušením výrobního procesu. Digitální systém řízení kvality procesní vody také výrazně snižuje spotřebu compoundu a vody. A konečně pečlivé zaznamenávání všech relevantních parametrů procesní vody představuje vynikající nástroj pro dokumentaci kvality a stability procesu pro účely auditů kvality a dokumentace.

Jürgen Preiser shrnuje: „První dvě výrobní buňky v současné době procházejí povinnou validační fází. Zahájení výroby v plném rozsahu se předpokládá na jaře 2023. V současné době plánujeme další dvě výrobní buňky pro stejné výrobky.“

Již více než 80 let se privátní společnost Rösler Oberflächentechnik GmbH aktivně podílí v oblasti povrchových úprav. Jako celosvětový lídr nabízíme komplexní portfolio vybavení, spotřebního materiálu a služeb v oblasti technologií hromadné povrchové úpravy a otryskávání pro široké spektrum různých průmyslových odvětví. Náš sortiment přibližně 15 000 typů spotřebního materiálu, vyvinutý ve zkušebních centrech po celém světě, slouží našim zákazníkům k řešení jejich individuálních požadavků. Pod značkou AM Solutions nabízíme řadu řešení a služeb v oblasti aditivní výroby / 3D tisku. V neposlední řadě nabízí Rösler Academy jako naše centrální školicí středisko praktické semináře zaměřené na omílací techniku a otryskávací techniku, štíhlé řízení a aditivní výrobu. Skupina Rösler má celosvětovou síť 15 výrobních a prodejních poboček a cca 150 obchodních zástupců.

Detailní informace naleznete na: www.rosler.com

Fotografie: Rösler Oberflächentechnik GmbH

Vlečné finišery R 6/1000 SF se skládají z pracovní nádoby o průměru 1 000 mm a karuselu se šesti rotačními vřeteny. Protože se obrobky během broušení a leštění vzájemně nedotýkají, jsou vlečné finišery RÖSLER ideální pro přesné opracování jemných a složitých obrobků vysoké hodnoty, jako jsou například funkční plochy kloubních implantátů.

V současné době jsou v novém závodě společnosti Smith+Nephew v provozu dvě výrobní buňky, z nichž každá obsahuje tři vlečné finišery. Pro další zvýšení stability procesu jsou plně automatické odstředivky Z1000 vybaveny digitálním systémem řízení kvality procesní vody „Advanced“ od společnosti Rösler Smart Solutions

V závodě společnosti Rösler v německém Untermerzbachu byly uvedeny do provozu vlečné finišery. O uvedení do provozu se postarali Jürgen Preiser, vedoucí výrobní inženýr společnosti Smith+Nephew, Johannes Schorr a Sebastian Schuberth z týmu společnosti Rösler (zleva doprava).

Každý implantát podléhá přesným specifikacím povrchové úpravy. Například vnější povrch kloubního implantátu vyžadují homogenní, velmi hladký a leštěný povrch.