L'ANCA è sulla 'palla' con le protesi dell'anca

May 15, 2023

Si prevede che il numero degli interventi di chirurgia ortopedica dell’anca aumenterà a un tasso del 5% su base annua fino al 2026 e, con questa tendenza, emergerà una maggiore domanda di strumenti e componenti a supporto di queste procedure.

Un processo macchina ANCA per la rettifica della sfera femorale, sviluppato insieme al produttore di mole Tyrolit, offre qualità e coerenza nella sfera femorale finita, utilizzando il controllo macchina specializzato e la tecnologia di applicazione sulla rettificatrice CNC lineare MX7.

Il settore medico è un settore in cui i clienti e i mercati sono estremamente sensibili alla qualità e alla coerenza dei prodotti. Ciò è particolarmente vero per gli impianti ortopedici che devono essere inseriti in modo permanente all'interno del corpo umano. Di conseguenza, i clienti che acquistano e utilizzano impianti ortopedici necessitano di assoluta fiducia nel prodotto, che a sua volta richiede assoluta fiducia nel processo di produzione.

Le prestazioni delle sfere femorali utilizzate negli impianti di sostituzione dell'anca richiedono la coerenza di rotondità, dimensioni e finitura superficiale come criteri di qualità chiave. Per ottenere questo risultato, ANCA ha sviluppato un processo sulla sua macchina MX7 Linear che applica una serie di operazioni sequenziali di rettifica, levigatura e lucidatura finale nello stesso spazio di lavoro. Il risultato è una finitura superficiale della sfera di <0,01 µm Ra e una rotondità della parte inferiore a 3 µm.

Il primo passo nel processo è la rettifica accurata della parte iniziale a misura. Utilizzando mole CBN placcate, il materiale in eccesso viene rimosso dal pezzo sgrossato. Questa operazione semplifica i processi a monte allentando le richieste di tolleranza per la parte grezza che l'ANCA MX7 rettificherà.

Seguono una serie di processi di levigatura fine che producono un miglioramento incrementale nella finitura superficiale. Gli ingegneri applicativi di ANCA e Tyrolit hanno collaborato per sviluppare un processo che fornisca risultati di produzione stabili sulla palla femorale.

Le ruote Tyrolit sono state sviluppate specificatamente per le applicazioni della sfera femorale, ma sono note per usurarsi naturalmente durante il processo di produzione. ANCA ha affrontato questa sfida progettando e producendo i propri motori lineari LinX, nonché il sistema CNC e di servoazionamento che controllano il movimento della macchina e della mola.

Gli ingegneri di sistema ANCA hanno sviluppato un nuovo algoritmo di controllo per questa applicazione che ha permesso all'operatore di programmare le forze desiderate applicate dalla mola sulla sfera femorale. Con questa forza programmata, la ruota avanza nella palla a una velocità costante mentre questa si consuma. Le tre diverse mole Tyrolit utilizzate potrebbero essere programmate con il proprio parametro unico di forza di rettifica per ottenere una finitura superficiale a specchio e una tolleranza coerente sulle dimensioni delle parti.

Inoltre, è stata sviluppata la misurazione automatica della mola che garantisce che ogni operazione di levigatura inizi dalla corretta posizione di alimentazione. Ciò garantisce la coerenza del processo indipendentemente dall'usura della mola che si verifica dopo ogni operazione di levigatura.

Un'operazione di lucidatura finale è l'ultimo passaggio, fornendo una finitura a specchio sulla superficie di lavoro della palla. Ciò è fondamentale per garantire che l'attrito meccanico e l'usura siano ridotti al minimo nell'impianto dell'anca finale.

L'ANCA MX7 Linear utilizzata per questa applicazione era dotata di un cambio pacco a sei mole che consente di eseguire operazioni di smerigliatura, levigatura e lucidatura in un'unica configurazione. Inoltre, gli strumenti utilizzati per la produzione della sfera femorale possono essere facilmente convertiti in applicazioni di produzione di utensili da taglio. Di conseguenza, invece di acquistare una macchina dedicata esclusivamente alla produzione della sfera femorale, gli utenti possono utilizzare la propria macchina per altre applicazioni di rettifica CNC.

La produzione di frese rotanti, trapani e alesatori chirurgici, nonché di raspe per anca femorale, sono tutte applicazioni ideali per la produzione sulla stessa macchina MX7 Linear e aumenteranno significativamente la presenza nel mercato dell'ortopedia.

Utilizzo di fili o fibre a rotazione rapida per rimuovere in modo efficace ed economico bave, graffi e simili imperfezioni meccaniche da componenti di precisione e altamente sollecitati. La maggiore applicazione è nella produzione di ingranaggi e piste di cuscinetti dove la rimozione di spigoli vivi e elementi di sollecitazione mediante metodi elettrici ha aumentato la velocità dell'operazione.