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Relatório do usuário

Tomografia de raios X para garantia de qualidade de implantes ósseos

100 por cento de medições graças à automação

Para poder produzir sistemas genéricos de implantes ósseos de alta qualidade feitos de titânio de forma econômica na Suíça, a Genostis conta com um grau máximo de automação. Um elemento importante da cadeia de processos é um dispositivo de tomografia computadorizada da Werth, que a Genostis usa para medir 100% de todos os implantes com suporte robótico.

Os implantes ósseos são uma história de sucesso da Suíça que remonta a mais de 60 anos. "A Suíça foi pioneira no tratamento cirúrgico de fraturas ósseas e estabeleceu padrões que são reconhecidos mundialmente. O setor de precisão nacional desenvolveu projetos de implantes que ainda são válidos atualmente", afirma Lorenzo Zoccoletti, CEO da Genostis, com sede em Burgdorf, no cantão de Berna. "Estamos dando continuidade a essa tradição com um sistema genérico de implante ósseo produzido 100% na Suíça com o mais alto nível de qualidade."

100 por cento de medições graças à automação

O Tomo Scope XS Plus 160 escaneia quatro implantes de titânio em cerca de dez minutos.

Nesse caso, genérico significa que os implantes da Genostis – são inspirados em produtos genéricos do setor farmacêutico – e se baseiam em designs bem conhecidos que agora estão livres de patentes. Graças ao princípio genérico, os custos de pesquisa e desenvolvimento são insignificantes. "Nossas placas e parafusos são baseados em projetos que foram testados e aprovados ao longo de décadas. Em um processo de reengenharia interno, nós os otimizamos de acordo com os requisitos atuais para uma aplicação amigável ao paciente e uma produção eficiente", explica Zoccoletti. O diretor administrativo ressalta que os preços de seus implantes genéricos são significativamente mais baixos do que os de outros fornecedores conhecidos, sem comprometer a qualidade. "Isso significa que podemos garantir a maior segurança possível do produto e competir com os principais fornecedores", diz Zoccoletti.
Como o maior bloco de custos surge na produção, os responsáveis por ela garantem um nível muito alto de eficiência. "Temos custos de mão de obra muito altos aqui na Suíça", diz Carmelo Blandini, COO da Genostis. "É por isso que os processos de produção maximamente automatizados e o uso inteligente de equipamentos de produção inovadores são cruciais para o nosso sucesso."
Um elemento central da produção é a tecnologia de medição. "Todos os nossos implantes devem atender aos rigorosos requisitos legais para dispositivos médicos, incluindo o Regulamento de Dispositivos Médicos da UE MDR 2017/745 aplicável", explica Zoccoletti. "A marca CE é um pré-requisito para a comercialização de um implante na UE. Para obtê-la, temos que fornecer vários certificados, que são verificados por uma empresa de certificação."
Além das extensas medidas de validação, algumas tarefas de medição são inevitáveis, como a inspeção inicial de amostras dos produtos individuais. Além disso, são necessárias medições durante a produção, que a Genostis automatizou e integrou de forma consistente ao processo de produção. "A tomografia computadorizada nos pareceu ser a tecnologia de medição mais adequada para o nosso conceito", explica Blandini. A tecnologia convencional de medição por coordenadas 3D tátil foi descartada por vários motivos: O tempo e os custos para as fixações e medições necessárias eram enormes, e os corpos de prova também tinham que ser colocados manualmente. Uma máquina de tomografia computadorizada industrial ofereceria condições muito melhores para a realização do alto nível de automação necessário.
Os gerentes da Genostis optaram pelo Tomo Scope XS Plus 160 da Werth Messtechnik. "Conhecíamos a Werth como um renomado fornecedor de tecnologia de medição que há muito tempo oferece sistemas de medição por coordenadas para tomografia computadorizada industrial", diz Blandini. O Tomo Scope XS Plus 160 selecionado atende a todos os requisitos básicos para medir os implantes Genostis de forma confiável e rápida. Ele permite a digitalização de peças de trabalho pequenas e médias de até 300 mm de diâmetro e 450 mm de comprimento. Um elemento central é o tubo de transmissão em design monobloco, que permite um pequeno ponto focal, mesmo com alta potência do tubo, de modo que é possível realizar medições rápidas com alta resolução.

100 por cento de medições graças à automação

O COO da Genostis, Carmelo Blandini (à esquerda), com o gerente de vendas da Werth, Detlef Ferger: "Com o apoio dos especialistas em tomografia computadorizada da Werth, desenvolvemos uma grande experiência e personalizamos a medição precisamente para nossas peças de titânio."

A tensão do tubo permite a medição de placas de titânio
A tensão máxima do tubo do dispositivo é de 160 kV. Isso significa que peças de trabalho com comprimentos radiográficos maiores e materiais mais densos também podem ser medidos. "Como temos que medir as geometrias de placas e parafusos de titânio, esse foi um critério de decisão importante", explica Blandini. No entanto, ele também ressalta que o tempo de ciclo necessário para monitorar a produção representou um desafio, pois tempos curtos são essenciais para capturar as peças de trabalho. Tivemos que investir algum tempo até adquirirmos a experiência necessária com o sensor de TC", porque a Genostis queria escanear as peças de titânio em múltiplas fixações, por exemplo. "Como os objetos de medição se influenciam mutuamente durante a medição e isso pode resultar em erros de imagem, os chamados artefatos, realizamos muitos testes com relação ao número de peças e seu posicionamento em relação umas às outras para obter bons resultados", explica Dusan Mirkovic, chefe de produção e automação. "Os especialistas em TC da Werth nos apoiaram ativamente com sua experiência, de modo que pudemos desenvolver muito know-how e, por fim, estratégias de medição personalizadas para nossos produtos."

100 por cento de medições graças à automação

A célula de medição na Genostis consiste em um Tomo Scope XS Plus 160 (à direita). Um segundo Tomo Scope será adicionado no lado esquerdo. O robô opera os dois dispositivos de tomografia computadorizada a partir da prateleira visível na frente, com suas 135 posições de fixação.

O tempo de escaneamento por peça de titânio está entre 2 e 5 minutos
A Genostis conseguiu reduzir os tempos de escaneamento de uma média de cerca de 20 minutos para entre 2 e 5 minutos por peça de titânio. "Esses valores dependem dos produtos, de seu tamanho, da resolução necessária e das dimensões a serem capturadas", explica o gerente de produção. "Em média, dez a doze propriedades geométricas críticas precisam ser registradas durante uma medição. O Tomo Scope XS Plus 160 fornece o volume tridimensional completo da peça de trabalho como resultado da medição. O usuário pode definir praticamente qualquer resolução (até 60 bilhões de voxels). "A comparação entre o alvo 3D e o real é muito boa", elogia Mirkovic. "Lemos o modelo CAD 3D e o comparamos com a nuvem de pontos medida no formato STL. A exibição do desvio codificado por cores nos permite determinar rapidamente se a peça de trabalho está dentro da tolerância. Se determinarmos algumas propriedades geométricas críticas, cujos valores também são armazenados automaticamente no relatório de medição, poderemos liberar o dispositivo médico para uso em segundos."Ele acrescenta outro fator: "É importante para nosso uso em tecnologia médica que os resultados da medição sejam confiáveis e rastreáveis. Werth Messtechnik Isso é garantido pela calibração em conformidade com os padrões, inclusive com um certificado Dakks."
O Tomo Scope XS Plus 160 tem outros recursos que são valiosos para uso na produção. Por exemplo, o design monobloco do tubo, do gerador e da geração de vácuo garante longos intervalos de manutenção e uma vida útil teoricamente ilimitada. Isso minimiza os tempos de parada e os custos operacionais. Um dos pontos fortes de todos os dispositivos de TC da Werth é que o volume da peça é reconstruído em tempo real enquanto a imagem está sendo capturada. Isso permite medições rápidas durante o processo.
O software de medição da Winwerth é usado para programação, controle e análise de todo o processo de medição. A Genostis o utiliza não apenas no próprio Tomo Scope, mas também em duas estações de trabalho adicionais que são usadas para programação e avaliação. "Dessa forma, nunca bloqueamos o dispositivo de medição com outras tarefas", diz Mirkovic.

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O gerente de produção Dusan Mirkovic analisa os resultados da medição.

Célula de medição com um robô e um sistema de estantes com 135 espaços
Graças ao seu design compacto, o TomoScope XS Plus requer pouco espaço e sua boa acessibilidade facilita muito a automação. A Genostis instalou uma célula de medição com um robô e um sistema de estantes com 135 espaços. A interface entre a máquina de medição e o controlador do robô garante que a porta da máquina de medição por coordenadas se abra quando o robô quiser alimentar ou remover os acessórios carregados. Os programas de medição apropriados criados por Mirkovic também são carregados de acordo.
A Genostis está atualmente medindo principalmente painéis e parafusos. Quando a produção for ampliada, o Tomo Scope XS Plus 160 será cada vez mais usado para validação e testes iniciais de amostras. Blandini resume: "No momento, estamos muito satisfeitos com nosso sistema de medição por coordenadas CT. A tecnologia é excelente e o aplicativo agora é personalizado para nossos produtos. Obtemos resultados de medição precisos com alta reprodutibilidade. Dispositivos de fixação fáceis de fabricar são suficientes e as medições são relativamente rápidas graças à fixação múltipla e à automação do processo."

100 por cento de medições graças à automação

Uma vantagem da tomografia computadorizada é que podem ser usadas fixações simples que podem ser produzidas de forma econômica usando a impressão 3D.

Mais informações:

Start-up com experiência
A Genostis foi fundada em 2022, o que a torna uma start-up nesse aspecto. No entanto, as pessoas por trás dela têm décadas de experiência em tecnologia médica em toda a cadeia de valor até as vendas –, especialmente o CEO Lorenzo Zoccoletti e o COO Carmelo Blandini. Anteriormente, eles trabalharam para fabricantes de implantes líderes e estabelecidos que ajudaram a moldar o setor e o mercado. Portanto, não é coincidência que os gerentes tenham se concentrado na produção de implantes genéricos como uma start-up por vários anos e vejam o potencial do mercado global nessa área. O atual portfólio da Genostis consiste em 263 placas de titânio diferentes e 165 parafusos com diâmetros que variam de 2,7 a 5,0 mm.

Neste vídeo, Werth mostra as possíveis aplicações da máquina de medição por coordenadas TomoScope XS Plus com tomografia computadorizada: YouTube

Publicado em: Quality Engineering Issue 02/2024, Autor: Wolfgang Klingauf K+K PR, Título: "100 por cento de medições graças à automação"

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