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Tomografía de rayos X para garantía de calidad de implantes óseos

Mediciones al 100% gracias a la automatización

Para poder producir en Suiza sistemas genéricos de implantes óseos de titanio de alta calidad de forma rentable, Genostis apuesta por un grado máximo de automatización. Un importante Cota en la cadena de procesos es un CT-máquina de Werth, que Genostis utiliza para medir el 100% de todos los implantes con soporte robótico.

Los implantes óseos son un éxito suizo que se remonta a hace más de 60 años. "Suiza ha sido pionera en el tratamiento quirúrgico de las fracturas óseas y ha establecido normas reconocidas en todo el mundo. La industria nacional de precisión ha desarrollado diseños de implantes que siguen siendo válidos hoy en día", afirma Lorenzo Zoccoletti, Director General de Genostis, con sede en Burgdorf, en el cantón de Berna. "Continuamos esta tradición con un sistema genérico de implantes óseos producido al 100% en Suiza con el máximo nivel de calidad".

Mediciones al 100% gracias a la automatización

El Tomo Scope XS Plus 160 escanea cuatro implantes de titanio en unos diez minutos.

En este caso, genérico significa que los implantes Genostis – se inspiran en los productos genéricos de la industria farmacéutica – y se basan en diseños bien conocidos que ya no tienen patente. Gracias al principio genérico, los costes de investigación y desarrollo son insignificantes. "Nuestras placas y tornillos se basan en diseños probados durante décadas. En un proceso interno de reingeniería, los optimizamos conforme a los requisitos actuales de aplicación fácil para el paciente y producción eficiente", explica Zoccoletti. El Director General señala que los precios de sus implantes genéricos son significativamente más bajos que los de otros proveedores conocidos, sin tener que comprometer la calidad. "Esto significa que podemos garantizar la máxima seguridad del producto y competir con los principales proveedores", afirma Zoccoletti.
Dado que el mayor bloque de costes se produce en la producción, sus responsables garantizan un nivel muy alto de eficiencia. "Aquí en Suiza tenemos unos costes laborales muy elevados", afirma Carmelo Blandini, Director de Operaciones de Genostis. "Por eso, maximizar los procesos de producción automatizados y el uso inteligente de equipos de producción innovadores son cruciales para nuestro éxito".
Un elemento central de la producción es metrología. "Todos nuestros implantes deben cumplir los estrictos requisitos legales para productos sanitarios, incluido el Reglamento de Productos Sanitarios MDR 2017/745 de la UE aplicable", explica Zoccoletti. "La marca CE es un requisito previo para comercializar un implante en la UE. Para obtenerlo, tenemos que proporcionar varios certificados, que son comprobados por una empresa de certificación."
Además de las amplias medidas de validación, algunas tareas de medición son inevitables, como la inspección inicial de muestras de los productos individuales. Además, se requieren mediciones durante la producción, que Genostis ha integrado sistemáticamente de forma automática en el proceso de producción. "Descubrimos que tomografía computarizada era la tecnología de medición más adecuada para nuestro concepto", explica Blandini. La tecnología 3D táctil convencionalmetrología de coordenadas quedó descartada para él por varias razones: El tiempo y los costes de los dispositivos de sujeción y medición necesarios eran enormes, y además había que colocar las probetas manualmente. Un TAC industrial-máquina ofrece condiciones mucho mejores para alcanzar el alto nivel de precisión automatización requerido.
Los responsables de Genostis optaron por el Tomo Scope XS Plus 160 de Werth Messtechnik. "Conocíamos Werth por ser un proveedor de renombre metrología que lleva mucho tiempo ofreciendo sistemas de medición de coordenadas para la industria tomografía computarizada ", afirma Blandini. El Tomo Scope XS Plus 160 seleccionado cumple todos los requisitos básicos para medir los implantes Genostis de forma fiable y rápida. Permite escanear piezas pequeñas y medianas de hasta unos 300 mm diámetro y 450 mm de longitud. Un elemento central es el tubo de transmisión en el diseño monobloque, que permite un Punto focal pequeño incluso a potencia del tubo alto, de modo que se pueden realizar mediciones rápidas con un resolución alto.

Mediciones al 100% gracias a la automatización

Carmelo Blandini, COO de Genostis (izquierda), con Detlef Ferger, Director de Ventas de Werth: "Con la ayuda de los especialistas en TC de Werth, hemos desarrollado una gran experiencia y hemos adaptado el medición con precisión a nuestras piezas de trabajo de titanio."

tensión del tubo permite el medición de placas de titanio
El tensión del tubo máximo del aparato es de 160 kV. Esto significa que también pueden medirse piezas con longitudes radiográficas más largas y materiales más densos. "Como tenemos que captura las geometrías de placas y tornillos de titanio, éste fue un criterio de decisión importante", explica Blandini. Sin embargo, también señala que el tiempo de ciclo necesario para supervisar la producción supuso un reto, ya que los tiempos cortos son importantes a la hora de capturar las piezas. Tuvimos que invertir algún tiempo hasta adquirir la experiencia necesaria con el CT-sensor." Por ejemplo, Genostis quería escanear las piezas de titanio en sujeción múltiple. "Como los objetos de medición se influyen mutuamente en medición y esto puede dar lugar a errores de imagen, los llamados artefactos, realizamos muchas pruebas con respecto al número de piezas y su posicionamiento en relación con las demás para conseguir buenos resultados", explica Dusan Mirkovic, Jefe de Producción y Automatización. "Los especialistas en TC de Werth nos apoyaron activamente con su experiencia, de modo que pudimos desarrollar muchos conocimientos técnicos y, en última instancia, estrategias de medición personalizadas para nuestros productos."

Mediciones al 100% gracias a la automatización

La célula de medición de Genostis consta de un Tomo Scope XS Plus 160 (derecha). En el lado izquierdo se añadirá un segundo Tomo Scope. El robot maneja ambos dispositivos de TC desde la estantería visible en la parte delantera con sus 135 posiciones de fijación.

El tiempo de escaneado por pieza de titanioes de entre 2 y 5 minutos
Genostis ha conseguido reducir los tiempos de escaneado de una media de unos 20 minutos a entre 2 y 5 minutos por pieza de titanio. "Estos valores dependen de los productos, de su tamaño, de la resolución requerida y de las dimensións que hay que escanear", explica el jefe de producción. "Por término medio, un medición tiene de diez a doce propiedades geométricas críticas que captura. Como Resultado de medida, el Tomo Scope XS Plus 160 proporciona el volumen tridimensional completo de la pieza. El usuario puede ajustar el resolución a casi cualquier tamaño (hasta 60.000 millones de vóxeles). "El 3Dcomparación nominal-medida es muy bueno", elogia Mirkovic. "Leemos el modelo CAD 3D y lo comparamos con la nube de puntos medida en formato STL. Gracias a la visualización de la desviación codificada por colores, podemos determinar muy rápidamente si si la pieza está dentro de la tolerancia. Si a continuación determinamos algunas propiedades geométricas críticas, cuyos valores también se almacenan automáticamente en el informe de medición, podemos liberar el dispositivo médico para su uso en cuestión de segundos"."Y añade otro factor: "Para nuestro uso en tecnología médica es importante que los resultados de medición sean fiables y trazables. Werth Messtechnik Esto se garantiza mediante una calibración conforme a las normas, que incluye un certificado Dakks".
El Tomo Scope XS Plus 160 tiene otras características valiosas para su uso en producción. Por ejemplo, el tubo diseño monobloque, generador de voltaje y la generación de vacío garantizan largos intervalos de mantenimiento y una vida útil teóricamente ilimitada. Esto minimiza tiempo de inactividad y costos de operacion. Uno de los puntos fuertes de todos los equipos CT de Werth es que el volumen de la pieza se reconstruye en tiempo real mientras se captura la imagen. Esto permite realizar mediciones rápidas durante el proceso.
La programación, el control y la evaluación de todo el proceso de medición tienen lugar en software de medición Winwerth. Genostis lo utiliza no sólo en el propio Tomo Scope, sino también en dos estaciones de trabajo adicionales que se emplean para la programación y la evaluación. "De este modo, nunca bloqueamos la maquina de medir con otras tareas", afirma Mirkovic.

Mediciones al 100% gracias a la automatización

El director de producción, Dusan Mirkovic, analiza los resultados de la medición.

Célula de medición con un robot y un sistema de estanterías con 135 ranuras
Gracias a su diseño compacto, el TomoScope XS Plus requiere poco espacio y su buena accesibilidad hace que sea muy fácil de automatizar. Genostis instaló una célula de medición con un robot y un sistema de estanterías con 135 espacios. La interfaz entre la máquina de medición y el controlador del robot garantiza que la puerta de la máquina de medición de coordenadas se abra cuando el robot quiera alimentar o retirar los útiles cargados. También se cargan en consecuencia los programas de medición adecuados creados por Mirkovic.
Genostis mide actualmente sobre todo paneles y tornillos. Tras la ampliación de producción, el Tomo Scope XS Plus 160 también se utilizará cada vez más para la validación y las pruebas iniciales de muestras. Blandini resume: "A día de hoy, estamos muy satisfechos con nuestro CT-sistema de medicion por coordenadas. La tecnología es excelente y la aplicación está ahora adaptada a nuestros productos. Obtenemos resultados de medición precisos con una gran reproducibilidad. Basta con dispositivos de sujeción fáciles de fabricar, y las mediciones son relativamente rápidas gracias al proceso de sujeción múltiple y a automatización ".

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beneficio Una de las ventajas de tomografía computarizada es que permite utilizar fijaciones sencillas que pueden fabricarse de forma rentable mediante impresión 3D.

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Start-up con experiencia
Genostis se fundó en 2022, lo que la convierte en una start-up en este sentido. Sin embargo, las personas que están detrás cuentan con décadas de experiencia en tecnología médica en toda la cadena de valor hasta ventas –, especialmente el CEO Lorenzo Zoccoletti y el COO Carmelo Blandini. Anteriormente trabajaron para fabricantes de implantes líderes y consolidados que contribuyeron a dar forma al sector y al mercado. Por tanto, no es casualidad que los directivos se hayan centrado en la producción de implantes genéricos como empresa emergente durante varios años y vean un potencial de mercado global en este ámbito. La cartera actual de Genostis consta de 263 placas de titanio diferentes y 165 tornillos de diámetros comprendidos entre 2,7 y 5,0 mm.

En este vídeo, Werth muestra las posibles aplicaciones de la máquina de medición de coordenadas TomoScope XS Plus con tomografía computarizada: YouTube

Publicado en: Quality Engineering Edición 02/2024, Autor: Wolfgang Klingauf K+K PR, Título: "Mediciones al 100% gracias a la automatización"

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