Come la lavorazione CNC sta cambiando il settore medico

Jun 24, 2023

Stili Gordon | 11 agosto 2022

I prodotti, i dispositivi e gli accessori utilizzati in medicina stanno diventando sempre più sofisticati man mano che emergono nuove tecnologie per migliorare la salute umana e i risultati dei pazienti. Questi prodotti si trovano ovunque, dai reparti chirurgici ai centri di riabilitazione, dalle cliniche delle piccole città all'armadietto dei medicinali di famiglia.

Indipendentemente dal tipo di prodotto, condividono tutti alcune caratteristiche comuni.

La lavorazione CNC è una soluzione di produzione ideale per soddisfare tutti questi criteri e altro ancora.

I progressi nella tecnologia delle macchine utensili CNC sono guidati dalle richieste del mercato. I progetti sofisticati per le applicazioni di prossima generazione richiedono livelli più elevati di precisione e ripetibilità. Ciò, a sua volta, sta espandendo i limiti di ciò che è fisicamente possibile nella progettazione degli utensili.

I produttori di macchine sono sempre alla ricerca di modi per ottimizzare le prestazioni controllando le vibrazioni, aumentando la velocità della macchina, riducendo i costi di manutenzione e fornendo piattaforme di lavorazione flessibili in grado di eseguire molteplici attività complesse in un'unica configurazione della macchina.

Esistono tre soluzioni tecniche avanzate che possono aiutare in tutte queste aree.

Le macchine CNC multiasse viaggiano su più assi indipendenti. Per fare ciò, la maggior parte delle macchine utilizza una guida a pignone e cremagliera o un sistema di trasmissione lineare a vite e sfera alternativa. Entrambi i tipi sono soggetti ad attrito e usura e presentano limitazioni sia in termini di precisione che di velocità.

Ma i sistemi di azionamento lineare funzionano in modo molto simile a un treno Maglev. La corrente elettrica, interagendo con potenti magneti, fa levitare il carrello fuori dal binario di guida guidandone anche il movimento. Ciò significa nessun attrito, nessuna usura e nessuna manutenzione. E i sistemi di azionamento lineare si muovono molto più velocemente, con livelli di accuratezza e precisione molto più elevati.

Un'altra soluzione di guida innovativa, anch'essa calibrata per ridurre l'attrito, è la guida idrostatica. Questi utilizzano guide rettificate con precisione e ammortizzate con un sottile strato d'olio. L'olio viene continuamente pompato dentro e fuori da un carrello e questo carrello sostiene il pezzo in lavorazione. La flottazione dell'olio sopprime le vibrazioni ed elimina l'attrito, garantendo così eccellenti finiture superficiali sulla parte.

L'accumulo di calore è sempre un problema quando si lavora al limite delle prestazioni. Questo perché la naturale espansione di tutti i materiali quando si riscaldano metterà sicuramente le tolleranze fuori controllo, a meno che questo calore non venga controllato con un raffreddamento centralizzato molto serio. Inoltre, i produttori intelligenti hanno capito come calcolare il tasso di espansione di tutti i componenti critici del loro sistema e quindi contrastare tali movimenti di conseguenza.

Macchine utensili più avanzate consentono la fabbricazione di prodotti più avanzati, e questo non fa certamente eccezione quando si tratta di dispositivi medici.

Non esiste nessun altro processo di produzione di massa che sia così affidabile, preciso, scalabile, conveniente e facilmente personalizzabile. Diamo uno sguardo più da vicino a come la lavorazione CNC può essere utilizzata per migliorare lo sviluppo di dispositivi medici in alcune aree chiave.

Ogni nuovo prodotto inizia con un prototipo. Ciò vale sia per la tecnologia medica che per qualsiasi altro settore. Esistono numerosi vantaggi nell’utilizzo della lavorazione CNC per prototipi medici.

Innanzitutto, è veloce. Una volta approvato il progetto, il pezzo finito può essere programmato e lavorato in appena un giorno. Ciò consente agli ingegneri di prodotto di iniziare subito a testare l'idoneità e la funzionalità: passaggi critici nel processo di prototipazione.

I prototipi fisici aiutano a identificare eventuali difetti di progettazione o aree che possono essere migliorate e, se è necessario apportare modifiche minori, è sufficiente un piccolo sforzo per modificare di conseguenza il programma della macchina.

Una volta definito il progetto, qualsiasi fresatrice o tornio CNC correttamente funzionante può realizzare parti duplicate, in qualsiasi volume, con solo la variazione più minima nella tolleranza da parte a parte, in genere 5 micron o meno. In un'epoca precedente, ottenere questo grado di precisione da una macchina utensile azionata manualmente avrebbe richiesto le competenze di un esperto macchinista in condizioni controllate e sarebbe stato molto più lento e molto più costoso.