Come utilizzare la produzione ibrida per la tecnologia medicale?
Nel white paper realizzato da Mikron Tool sono confrontati i tre approcci possibili per realizzare un componente medicale in titanio Ti6Al4V ELI in termini di fattibilità, produttività e redditività.
Il progetto degli specialisti di Mikron Tool, DMG MORI e Motorex prevedeva la verifica dei tre processi di produzione possibili
Un componente con geometria complessa e particolare struttura
della superficie
Grazie alla sua struttura particolare, la piastra di base glenoidea (elemento di una protesi inversa della spalla senza cemento) si adatta perfettamente a questo progetto: la geometria è complessa e il materiale, ovvero titanio Ti6Al4V ELI, è molto apprezzato dai medici, ma dal punto di vista della tecnica di produzione crea molti grattacapi. La superficie dell’impianto rivolta verso la scapola deve presentare strutture porose, per offrire al materiale osseo una buona matrice per la crescita. Al centro della piastra di base glenoidea si trova un perno cavo, che viene fissato a pressione alla glenosfera. Esso funge da ancoraggio primario del componente nell’osso e deve pertanto disporre di una superficie dell’impianto porosa.
A seconda del design della protesi, l’ancoraggio può essere rinforzato mediante una vite centrale aggiuntiva, che viene guidata attraverso il perno cavo.
I procedimenti di produzione messi a confronto
Il componente può essere realizzato mediante procedimento con asportazione di truciolo, produzione additiva o una combinazione delle due tecniche. Per determinare la best practice per questo componente complesso, è stato necessario confrontare tra loro i seguenti metodi di lavorazione.
Se il componente della tecnica medicale è stato fabbricato per asportazione di truciolo, richiede un ulteriore strato di rivestimento, applicato in un procedimento dispendioso, in titanio o materiali simili alle ossa come l'idrossiapatite (HA), per supportare l’osteointegrazione dell’impianto.
Produzione per asportazione
di truciolo
Nel caso della stampa 3D ciò viene a mancare, in quanto la superficie esterna prodotta in modo additivo presenta già una struttura ottimale per la fusione ossea. Ciononostante, anche in questo caso il pezzo necessita in seguito di una lavorazione finale su una macchina utensile.
Tecnologia di stampa 3D
La terza possibilità è rappresentata dalla produzione ibrida, una combinazione di lavorazione tradizionale e applicazione additiva di materiale. La combinazione di lavorazione per asportazione meccanica e la produzione additiva ha posto gli specialisti di Mikron Tool di fronte ad alcune sfide.
Per garantire la qualità finale desiderata e al contempo un’elevata redditività, è fondamentale sviluppare un ciclo di lavoro ottimale per i diversi livelli di produzione e adattare perfettamente la produttività delle singole macchine tra loro.