Evite erros de usinagem

O corte de componentes para a indústria médica é muito parecido com uma cirurgia: o sucesso é recompensador, mas a operação pode ser difícil. As complicações decorrem de projetos e especificações desafiadores de peças, bem como requisitos rigorosos de órgãos reguladores, como a Food and Drug Administration. Assim como os cirurgiões, as oficinas precisam de conhecimentos, ferramentas, técnicas e práticas especiais para levar as operações médicas a uma conclusão satisfatória.

Um dos principais desafios enfrentados pelas oficinas que usinam peças médicas é como lidar com diferentes materiais. Por exemplo, implantes de coluna costumavam ser feitos de materiais comuns como titânio e aço inoxidável, disse Mike MacArthur, vice-presidente de engenharia da RobbJack Corp., fabricante de ferramentas de corte de carboneto sólido em Lincoln, Califórnia. Agora, no entanto, os materiais para esses implantes incluem polímeros como poliéter éter cetona e opções transparentes que permitem aos médicos ver através deles para verificar o progresso do tecido em cicatrização.

"Então desenvolvemos geometrias especializadas para cortar esses materiais únicos", disse ele.

A RobbJack também fabrica ferramentas para fabricar lentes intraoculares implantadas nos olhos. Essas lentes costumavam ser feitas de plásticos duros e rígidos. Mas hoje, MacArthur disse que os materiais de escolha são polímeros macios e flexíveis que permitem que as lentes sejam dobradas, o que as torna mais fáceis de colocar nos olhos dos pacientes.

Brocas passo a passo e helicoidais de metal duro feitas sob medida, de pequeno diâmetro, da Star Cutter são usadas para usinar componentes médicos. Comentário da imagem de Star Cutter

"Isso é benéfico para o paciente", disse ele. "Mas é muito difícil cortar esse tipo de material macio e emborrachado."

Para atender aos requisitos desta aplicação, a RobbJack fabrica ferramentas na faixa de 0,254 mm (0,01") de diâmetro "com acabamento ultrapolido e arestas de corte ultraafiadas", disse MacArthur.

Quanto aos metais, aqueles que ganharam popularidade na indústria médica nos últimos anos incluem nitinol flexível e BioDur resistente à corrosão. Embora as propriedades desses materiais sejam úteis em instrumentos e implantes médicos, eles também são mais abrasivos do que as alternativas convencionais, disse Steve Easterday, gerente de aplicações suíço da NTK Cutting Tools USA em Wixom, Michigan.

Considerações de Revestimento

As ferramentas de corte NTK concentram-se em revestimentos de ferramentas de deposição de vapor físico multicamadas para materiais difíceis de cortar. Embora um revestimento espesso de nitreto de titânio possa fazer o trabalho para turbilhonamento de fios de titânio, Easterday disse que não seria suficiente para cortar BioDur abrasivo ou nitinol.

Para as ferramentas que serão usadas para usinar esses materiais, "podemos fazer um revestimento de TiN e, em seguida, aplicar uma camada de nitreto de titânio e alumínio para dar mais resistência ao desgaste", disse ele.

Os revestimentos PVD podem ser relativamente espessos, mas Easterday apontou que o processo PVD ainda produz camadas mais finas do que o revestimento químico por deposição de vapor. Isso torna os revestimentos PVD mais adequados para as pastilhas de arestas vivas necessárias para cortar pequenas peças médicas.

Ao tornear peças minúsculas, insira "nitidez é tudo porque você quer menos pressão da ferramenta e corte mais livre", disse ele.

Além dos revestimentos, a Easterday aconselha as oficinas envolvidas na usinagem médica a prestar muita atenção aos avanços e velocidades. Ao mudar de cortar parafusos ósseos de titânio para peças médicas feitas de materiais mais duros como nitinol e BioDur, por exemplo, ele disse que os pés de superfície por minuto e a taxa de alimentação precisam mudar para obter a quantidade certa de calor nos cavacos. Ao tornear o nitinol, ele recomenda começar com um sfm e uma taxa de avanço significativamente menor do que a usada para o titânio. E em alguns casos, dependendo do comprimento e diâmetro do material, bem como da profundidade de corte, os parâmetros iniciais podem ter que ser ajustados ao longo do processo.

"Nada está realmente escrito em pedra com feeds e velocidades nesses materiais exóticos", disse ele. "Você tem que chegar lá e ajustá-lo para acertar."

À medida que o processo de usinagem avança, a maioria dos materiais usados ​​para peças médicas tende a endurecer, disse Gary McCarel, engenheiro de aplicação da Star Cutter Co., fabricante de ferramentas em Farmington Hills, Michigan. Portanto, ele disse que é importante ter um processo estável – ou seja, um em que haja uma taxa de alimentação consistente. Por exemplo, não deve haver pausas no corte.