Precisão na prática médica: Usinagem de peças de dispositivos médicos

O setor de dispositivos médicos abrange uma grande diversidade de produtos desenhados para diagnosticar, monitorar e tratar condições médicas. De equipamentos de diagnóstico a dispositivos implantáveis, o setor atende às necessidades em constante evolução de profissionais de saúde e pacientes em todo o mundo. Atualmente, estima-se que existam dois milhões de tipos diferentes de dispositivos médicos no mercado global, categorizados em mais de 7.000 grupos, de acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS).

Desafios na manufatura de dispositivos médicos

A manufatura de peças para dispositivos médicos apresenta desafios exclusivos que exigem soluções avançadas de usinagem. Os usuários finais precisam que esses dispositivos sejam fabricados com a mais alta qualidade, pois qualquer produto fora dos padrões pode causar sérios problemas. Operações inteiras podem ser interrompidas, produtos podem ser recolhidos, a reputação da organização pode ser prejudicada e a vida dos pacientes pode ser colocada em risco.

Além disso, os requisitos regulatórios são rigorosos nesse campo. Existem normas internacionais sobre gerenciamento de qualidade, como a ISO 13485, gerenciamento de riscos e ISO 14971, além de regulamentações regionais, como a 21 CFR e a FDA para os EUA e a EU MDR para a União Europeia, que todos os dispositivos devem atender. A necessidade de tanta precisão significa que os fabricantes não podem se arriscar com nem mesmo um milímetro de diferença entre as peças, tornando essencial ter um set-up de usinagem robusto.

Desafios de usinagem

Do ponto de vista da usinagem, o tamanho e a complexidade das peças dos dispositivos exigem precisão micrométrica, portanto, qualquer processo de manufatura usado deve oferecer produtos finais precisos.

Os materiais usados em uma grande diversidade de peças de dispositivos médicos – normalmente titânio, aço inoxidável e ligas especiais – são selecionados devido à sua resistência à corrosão e ao desgaste, tenacidade e biocompatibilidade. No entanto, a usinagem desses materiais com um alto grau de precisão não é isenta de desafios. Em particular, eles devem abordar questões relacionadas ao desgaste da ferramenta, à geração de calor durante a usinagem e ao acabamento superficial da peça.

Há também a questão da produtividade. Em geral, há um desequilíbrio entre o desenvolvimento de custos e o que o mercado está disposto a pagar em qualquer setor. Para preencher essa lacuna, os fabricantes precisam aumentar continuamente a eficiência e a produtividade. A Sandvik Coromant estima que os fabricantes desperdiçam entre 10% e 30% de material em seus processos de usinagem, com uma eficiência de usinagem típica abaixo de 50%, o que inclui as fases de projeto, planejamento e corte.

Para superar esses desafios, é essencial fazer parcerias com especialistas que possam cumprir as especificações exigidas. As soluções de usinagem da Sandvik Coromant se concentram na redução do tempo sem corte, para garantir a máxima produtividade. Suas ferramentas são desenhadas para serem altamente flexíveis, modulares e usam refrigeração de alta pressão para maximizar o tempo de atividade.

Um exemplo: parafusos ósseos

Para ilustrar o sucesso das ferramentas e máquinas para dispositivos médicos da Sandvik Coromant, vamos pegar o exemplo da manufatura de parafusos ósseos. Os parafusos ósseos são os dispositivos de fixação de uso geral mais comuns, com muitas aplicações. Eles podem ser usados isoladamente em cirurgias de reconstrução ou reparadoras, ou com outros dispositivos como placas, para fixá-los aos ossos. Normalmente, as barras de parafuso ósseo têm entre quatro e doze milímetros de diâmetro e são feitas de titânio ou aço inoxidável.

Com uma variedade tão grande de aplicações, os parafusos ósseos geralmente têm formato longo e fino e são fabricados em vários tamanhos diferentes para atender a diferentes partes do corpo. Geralmente são produzidos em quantidades entre 30 e 1.000 usando uma técnica conhecida como turbilhonamento de roscas – um processo de usinagem usado para criar roscas precisas e de alta qualidade. Uma ferramenta de corte é montada em um fuso rotativo, que é introduzido na peça enquanto gira. Em geral, a ferramenta de corte tem várias pastilhas dispostas em sua circunferência.

Durante o turbilhonamento da rosca, a peça de trabalho gira em seu próprio eixo e, ao mesmo tempo, é movida longitudinalmente ao longo de seu eixo. Enquanto isso, a ferramenta de corte gira em torno da peça, cortando o perfil da rosca. Essa rotação simultânea da peça e da ferramenta de corte permite a criação de roscas com alta precisão e acabamento superficial, além de evitar flexões e vibrações. No entanto, é importante evitar desafios como a formação de rebarbas na ponta durante o rosqueamento por turbilhonamento e a queda na qualidade da rosca ao usar avanços altos.

As soluções de usinagem da Sandvik Coromant para máquinas de cabeçote móvel usam o sistema de turbilhonamento CoroMill 325, uma unidade de turbilhonamento dedicada e uma bomba de refrigeração de alta pressão com filtro. A CoroMill 325 é um fresa de rosqueamento por turbilhonamento desenhada especificamente para a manufatura de dispositivos médicos, capaz de produzir formas de rosca especiais de maneira rápida e com altas tolerâncias. Com múltiplas pastilhas e suportes de rosqueamento por turbilhonamento disponíveis, a máquina garante que os parafusos ósseos sejam produzidos sem risco de flexão ou formação de rebarbas.

Outros benefícios da solução de ferramentas de corte da Sandvik Coromant incluem o aumento da produtividade. A máquina realiza a usinagem de passagem única a partir do diâmetro do estoque para reduzir o tempo de ciclo em minutos e é facilmente configurada para reduzir o tempo de inatividade. Todas as pastilhas de rosqueamento por turbilhonamento da Sandvik Coromant estão disponíveis na classe GC1105 — a primeira escolha para usinagem médica, aumentando a vida útil da ferramenta e reduzindo os custos operacionais.

Esse é apenas um exemplo das soluções de usinagem médica da Sandvik Coromant. A especialista em usinagem oferece uma grande diversidade de soluções avançadas de usinagem e ferramentas para muitos dispositivos adicionais, incluindo articulações de quadril, parafusos pediculares e placas ósseas. 

Como o campo da manufatura de dispositivos médicos continua a evoluir e a se tornar mais competitivo, impulsionado pelos avanços em materiais, desenho e tecnologias de manufatura, a usinagem de precisão é essencial. A parceria com líderes do setor, como a Sandvik Coromant, e a adoção de soluções de ponta ajudam os fabricantes a navegar com confiança no complexo cenário da usinagem médica, a fim de avançar em suas inovações e melhorar os resultados para os pacientes.

*Imagem de capa: Depositphotos.com