Операции по замене коленного сустава стали одной из самых распространенных и успешных процедур в современной медицине. Миллионы пациентов во всем мире ежегодно восстанавливают мобильность и качество жизни благодаря усовершенствованным протезам коленного сустава. За каждым надежным имплантатом стоит очень сложный производственный процесс, в котором технология обработки играет решающую роль. Изготовление бедренных компонентов, большеберцовых желобов протеза и полиэтиленовых вставок требует исключительной точности, целостности поверхности и повторяемости. И здесь режущий инструмент является ключевым фактором качества медицинской операции.
Сотрудничество ISCAR с предприятиями по производству изделий медицинского назначения неуклонно расширялось в течение последних десятилетий. Опытные инженеры ISCAR накопили обширные знания в области обработки кобальтохромовых и титановых сплавов, нержавеющих сталей и конструкционных полимеров, таких как сверхвысокомолекулярный полиэтилен (UHMWPE). Этот опыт обработки широкого спектра материалов в сочетании с сильной инженерной культурой позволяет ISCAR предоставлять производителям имплантатов надежные и оптимизированные инструментальные решения, адаптированные специально к задачам производства коленных протезов.
Протезы коленного сустава предназначены для замены поврежденных суставных структур естественного коленного сустава. Их функция заключается в имитации сложных движений качения и скольжения при повторяющихся физиологических нагрузках в течение многих лет. Наиболее важной частью является бедренный компонент, который прикрепляется к дистальному концу бедренной кости и образует основной опорный интерфейс с большеберцовой вставкой. Большеберцовый желоб действует как структурная опорная пластина, прикрепленная к большеберцовой кости, в то время как вставка из сверхвысокомолекулярного полиэтилена обеспечивает низкое трение и износостойкую прослойку между металлическими деталями. В некоторых конструкциях надколенник также повторно покрывается дополнительным компонентом. Каждый из этих элементов должен соответствовать строгим допускам по размерам и требованиям к чистоте поверхности, чтобы обеспечить долгосрочную надежность внутри человеческого тела.
Обработка бедренного компонента протеза представляет собой одну из самых сложных задач в производстве ортопедических деталей. Его внешняя форма почти полностью состоит из гладких 3D поверхностей произвольной формы. Для достижения необходимой геометрии требуются многоосевые обрабатывающие центры, обычно 5-осевые системы и передовое программирование CAM. Наиболее используемыми для этой детали материалами являются кобальтохромовые сплавы – из-за их твердости и износостойкости. Общеизвестно, что эти сплавы трудно обрабатывать из-за их прочности, абразивных характеристик и сильной тенденции к деформационному упрочнению. Титановые сплавы, используемые в альтернативных конструкциях, могут вызвать проблемы с концентрацией тепла и химической адгезией на режущих кромках. В результате инструмент для механической обработки бедренного компонента протеза должен обеспечивать высокую целостность кромки, геометрию, которая уменьшала бы силы резания, и иметь покрытия, способные выдерживать высокие температуры.
ISCAR предлагает полную номенклатуру инструмента для этих операций. Для получистовой обработки мыщелковых поверхностей лучше всего подходят цельные твердосплавные высококачественные концевые фрезы со сферическим торцом премиальной линейки SOLIDMILL. Эти фрезы имеют антивибрационную конструкцию, отличающуюся неравным шагом угловых зубьев и переменной спиралью, что обеспечивает стабильное удаление материала при сокращении времени цикла. Твердый сплав IC908 с субмикронной подложкой и усовершенствованным покрытием PVD обеспечивает высокую износостойкость на жаропрочных сплавах. Для чистовых проходов эти фрезы с восемью стружечными канавками обеспечивают превосходный поверхностный сток, сводя к минимуму время корректирующей полировки. Развертки REAMER используются для высокоточной чистовой обработки отверстий, обеспечивая надежное соответствие центрирующих элементов. Фрезы небольшого диаметра SOLIDTHREAD обеспечивают точную внутреннюю нарезку резьбы при высоких скоростях резания без деформации материала. Подбирая необходимый инструмент для каждого этапа обработки, ISCAR помогает производителям поддерживать постоянное качество на больших производственных партиях.
Задачи механической обработки не ограничиваются фрезерованием произвольных форм. Большеберцовый желоб протеза сочетает в себе большие плоские поверхности с такими функциональными элементами, как стержни, ребра и внутренние карманы с уменьшенными весовыми характеристиками. Плоскостность верхней поверхности имеет решающее значение для обеспечения надежного и точного крепления вставки из сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Деформация из-за теплообразования — это постоянный риск, особенно при обработке тонких титановых профилей. Необходимо тщательно контролировать удаление стружки в глубоких полостях и свести к минимуму образование заусенцев вокруг элементов крепления. Ступицы резьбовых винтов требуют высокой точности позиционирования и четкой резкости края.
В линейке фрезерного инструмента со сменными пластинами IQ845 DOVE-IQ-MILL 845 есть двухсторонние квадратные пластины с восемью режущими кромками и положительным наклоном. Эта конструкция дает мягкое и легкое резание, причем одну и ту же фрезу можно использовать как для черновой, так и для чистовой обработки, сохраняя при этом необходимые допуски. Для выполнения операций профилирования и шлицевания концевые фрезы линейки SOLIDMILL и модульный инструмент MULTI-MASTER со сменными твердосплавными головками обеспечивают гибкость и экономическую эффективность. Система MULTI-MASTER особенно ценна для производства медицинских деталей, поскольку сокращает производственные ресурсы и позволяет быстро адаптировать инструмент к различным геометриям, обеспечивая долгосрочное наличие инструмента без необходимости частой замены держателей.
В то время как металлы вызывают проблемы с твердостью и температурой, сверхвысокомолекулярный полиэтилен представляет собой другую сложность. Большеберцовая вставка должна быть обработана точно, несмотря на вязкие и упругие свойства полимера. Чрезмерные силы резания могут деформировать деталь во время обработки, что приводит к отклонению по размеру после разжатия. Материал термочувствителен и подвержен схватываю, если режущая кромка недостаточно остра. Сливная ленточная стружка может обернуться вокруг инструмента, а также недопустимы заусенцы на деликатных краях, поскольку вставка образует основную опорную поверхность в соединении.
ISCAR адаптировал и свою оснастку для этого уникального материала. Фрезы HELIPLUS с периферийно шлифованными пластинами с высоко позитивными стружколомами обеспечивают эффективное торцевое фрезерование сверхвысокомолекулярного полиэтилена без локальной деформации сжатия. Линейки антивибрационного инструмента MULTI-MASTER и SOLIDMILL включают в себя острый инструмент для обработки заплечиков и пазов при низком усилии и предназначены для предотвращения разрыва материала. Двухлезвийные шлифованные концевые сферические фрезы обеспечивают плавное профилирование внутренних карманов произвольной формы. Резцовые головки для снятия фасок MULTI-MASTER обеспечивают чистоту зенкования и подготовку кромок без ручной доработки. Этот инструмент помогает производителям полимерных компонентов делать чистовые операции одной лишь обработкой, уменьшая необходимость последующего шлифования и обеспечивая стабильность характеристик скольжения.
Медицинские имплантаты должны производиться в рамках полностью проверенных процессов, регулируемых строгими нормативными стандартами. Согласованность, отслеживаемость и предсказуемый срок службы инструмента очень важны. Инженеры ISCAR тесно сотрудничают с предприятиями по производству ортопедических деталей по всему миру, помогая с определением режимов, оптимизацией траектории движения инструмента, охлаждением и рекомендациями по креплению. Эта практическая поддержка сокращает время квалификационного испытания технологического процесса и помогает стабилизировать внедрение новых деталей.
Инструмент ISCAR дает низкую вибрацию и стабильное резание всех материалов. Инновационные твердые сплавы и покрытия эффективно справляются с теплогенерацией. Модульные системы снижают стоимость инструмента и повышают гибкость технологических процессов. Специализированная геометрия помогает достичь точности при обработке поверхностей и избежать заусенцев.
За десятилетия сотрудничества с производителями ортопедических коленных протезов компания ISCAR зарекомендовала себя как надежный партнер. Глубокое понимание технологии обработки, широкий опыт в обработке различных материалов и культура инженерно-проектных работ выводят ISCAR на первое место в этом сложном сегменте производства медицинского оборудования. Поскольку конструкции имплантатов продолжают развиваться, а требования к допускам растут еще сильнее, ISCAR по-прежнему стремится предоставлять передовые инструментальные решения, позволяющие восстановить мобильность людей посредством точного и надежного производства ортопедических имплантов.
