100% pomiarów dzięki automatyzacji

Implanty kostne to szwajcarski sukces sięgający ponad 60 lat wstecz. "Szwajcaria była pionierem w chirurgicznym leczeniu złamań kości i ustanowiła standardy, które są uznawane na całym świecie. Krajowy przemysł precyzyjny opracował projekty implantów, które są nadal aktualne" - mówi Lorenzo Zoccoletti, dyrektor generalny Genostis z siedzibą w Burgdorf w kantonie Berno. "Kontynuujemy tę tradycję dzięki generycznemu systemowi implantów kostnych produkowanemu w 100% w Szwajcarii z zachowaniem najwyższego poziomu jakości".

W tym przypadku generyczny oznacza, że implanty Genostis – są inspirowane produktami generycznymi w przemyśle farmaceutycznym – i są oparte na dobrze znanych projektach, które są obecnie wolne od patentów. Dzięki zasadzie generyczności koszty badań i rozwoju są znikome. "Nasze płytki i śruby są oparte na projektach, które zostały wypróbowane i przetestowane przez dziesięciolecia. W wewnętrznym procesie reengineeringu optymalizujemy je zgodnie z dzisiejszymi wymaganiami dotyczącymi przyjaznego dla pacjenta zastosowania i wydajnej produkcji" - wyjaśnia Zoccoletti. Dyrektor zarządzający podkreśla, że ceny jego generycznych implantów są znacznie niższe niż w przypadku innych znanych dostawców, bez konieczności rezygnacji z jakości. "Oznacza to, że możemy zagwarantować najwyższe możliwe bezpieczeństwo produktu i możemy konkurować z wiodącymi dostawcami", mówi Zoccoletti.
Ponieważ największy blok kosztów powstaje w produkcji, ludzie odpowiedzialni za nią zapewniają bardzo wysoki poziom wydajności. "Mamy bardzo wysokie koszty pracy w Szwajcarii", mówi Carmelo Blandini, dyrektor operacyjny Genostis. "Dlatego maksymalnie zautomatyzowane procesy produkcyjne i inteligentne wykorzystanie innowacyjnego sprzętu produkcyjnego mają kluczowe znaczenie dla naszego sukcesu."
Kluczowym elementem produkcji jest technologia pomiarowa. "Wszystkie nasze implanty muszą spełniać surowe wymogi prawne dotyczące wyrobów medycznych, w tym obowiązujące rozporządzenie UE w sprawie wyrobów medycznych MDR 2017/745", wyjaśnia Zoccoletti. "Znak CE jest warunkiem wstępnym wprowadzenia implantu do obrotu w UE. Aby go uzyskać, musimy dostarczyć różne certyfikaty, które są sprawdzane przez firmę certyfikującą."
Oprócz szeroko zakrojonych działań walidacyjnych, niektóre zadania pomiarowe są nieuniknione, takie jak wstępna kontrola próbek poszczególnych produktów. Ponadto wymagane są pomiary podczas produkcji, które Genostis konsekwentnie automatyzuje i integruje z procesem produkcyjnym. "Tomografia komputerowa wydała nam się najbardziej odpowiednią technologią pomiarową dla naszej koncepcji" - wyjaśnia Blandini. Konwencjonalna dotykowa technologia pomiaru współrzędnych 3D została dla niego wykluczona z różnych powodów: Czas i koszty związane z wymaganymi urządzeniami mocującymi i pomiarami były ogromne, a próbki testowe musiały być również umieszczane ręcznie. Przemysłowa maszyna tomograficzna oferowałaby znacznie lepsze warunki do realizacji wymaganego wysokiego poziomu automatyzacji.
Menedżerowie Genostis zdecydowali się na Tomo Scope XS Plus 160 z Werth Messtechnik. "Znaliśmy firmę Werth jako renomowanego dostawcę technologii pomiarowych, który od dawna oferuje współrzędnościowe systemy pomiarowe do przemysłowej tomografii komputerowej" - mówi Blandini. Wybrany Tomo Scope XS Plus 160 spełnia wszystkie podstawowe wymagania dotyczące niezawodnego i szybkiego pomiaru implantów Genostis. Umożliwia skanowanie małych i średnich elementów o średnicy do około 300 mm i długości do 450 mm. Kluczowym elementem jest rura transmisyjna w konstrukcji monoblokowej, która umożliwia uzyskanie małej plamki ogniskowej nawet przy dużej mocy lampy, dzięki czemu można przeprowadzać szybkie pomiary z wysoką rozdzielczością.

Napięcie lampy umożliwia pomiar płyt tytanowych
Maksymalne napięcie lampy urządzenia wynosi 160 kV. Oznacza to, że można mierzyć elementy o większej długości radiograficznej i gęstsze materiały. "Ponieważ musimy mierzyć geometrię tytanowych płytek i śrub, było to ważne kryterium decyzyjne" - wyjaśnia Blandini. Zaznacza jednak, że wymagany czas cyklu monitorowania produkcji stanowił wyzwanie, ponieważ krótkie czasy są niezbędne do uchwycenia obrabianych przedmiotów. Musieliśmy zainwestować trochę czasu, zanim zdobyliśmy niezbędne doświadczenie z czujnikiem CT", ponieważ Genostis chciał na przykład skanować tytanowe elementy obrabiane podczas wielokrotnego mocowania. "Ponieważ obiekty pomiarowe wpływają na siebie nawzajem podczas pomiaru, co może skutkować błędami obrazu, tak zwanymi artefaktami, przeprowadziliśmy wiele testów dotyczących liczby części i ich położenia względem siebie, aby osiągnąć dobre wyniki" - wyjaśnia Dusan Mirkovic, szef działu produkcji i automatyzacji. "Specjaliści CT z Werth aktywnie wspierali nas swoją wiedzą, dzięki czemu mogliśmy opracować wiele know-how i ostatecznie dostosować strategie pomiarowe do naszych produktów".

Czas skanowania jednego tytanowego przedmiotu obrabianegowynosi od 2 do 5 minut
Genostis udało się skrócić czas skanowania ze średnio około 20 minut do 2-5 minut na tytanowy przedmiot obrabiany. "Wartości te zależą od produktów, ich rozmiaru, wymaganej rozdzielczości i wymiarów, które mają zostać zarejestrowane" - wyjaśnia kierownik produkcji. "Podczas pomiaru należy zarejestrować średnio od dziesięciu do dwunastu krytycznych właściwości geometrycznych. Tomo Scope XS Plus 160 zapewnia pełną trójwymiarową objętość przedmiotu obrabianego jako wynik pomiaru. Użytkownik może ustawić rozdzielczość na niemal dowolnym poziomie (do 60 miliardów wokseli). "Porównanie 3D cel/rzeczywistość jest bardzo dobre", chwali Mirkovic. "Wczytujemy model 3D CAD i porównujemy go ze zmierzoną chmurą punktów w formacie STL. Kolorowy wyświetlacz odchyleń pozwala nam szybko określić, czy obrabiany przedmiot mieści się w granicach tolerancji. Jeśli następnie określimy kilka krytycznych właściwości geometrycznych, których wartości są również automatycznie zapisywane w raporcie pomiarowym, możemy zwolnić urządzenie medyczne do użytku w ciągu kilku sekund"."Dodaje jeszcze jeden czynnik: "Dla naszego zastosowania w technologii medycznej ważne jest, aby wyniki pomiarów były wiarygodne i identyfikowalne. Werth Messtechnik Gwarantuje to kalibracja zgodna z normami, w tym z certyfikatem Dakks."
Tomo Scope XS Plus 160 ma inne cechy, które są cenne do wykorzystania w produkcji. Na przykład monoblokowa konstrukcja rury, generatora i generatora próżni zapewnia długie okresy międzyobsługowe i teoretycznie nieograniczoną żywotność. Minimalizuje to przestoje i koszty operacyjne. Jedną z mocnych stron wszystkich urządzeń TK firmy Werth jest to, że objętość przedmiotu obrabianego jest rekonstruowana w czasie rzeczywistym podczas rejestrowania obrazu. Umożliwia to szybkie pomiary w trakcie procesu.
Oprogramowanie pomiarowe Winwerth służy do programowania, kontroli i analizy całego procesu pomiarowego. Genostis używa go nie tylko na samym Tomo Scope, ale także na dwóch dodatkowych stacjach roboczych, które są używane do programowania i oceny. "W ten sposób nigdy nie blokujemy urządzenia pomiarowego innymi zadaniami" - mówi Mirkovic.

Celapomiarowa z robotem i systemem regałowym ze 135 miejscami
Dzięki kompaktowej konstrukcji TomoScope XS Plus wymaga niewiele miejsca, a jego dobra dostępność sprawia, że bardzo łatwo go zautomatyzować. Firma Genostis zainstalowała celę pomiarową z robotem i systemem regałów ze 135 miejscami. Interfejs między maszyną pomiarową a kontrolerem robota zapewnia, że drzwi współrzędnościowej maszyny pomiarowej otwierają się, gdy robot chce podać lub usunąć załadowane uchwyty. Odpowiednie programy pomiarowe stworzone przez Mirkovic są również odpowiednio ładowane.
Genostis mierzy obecnie głównie panele i śruby. Po rozszerzeniu produkcji Tomo Scope XS Plus 160 będzie coraz częściej wykorzystywany do walidacji i wstępnego testowania próbek. Blandini podsumowuje: "Na dzień dzisiejszy jesteśmy bardzo zadowoleni z naszego współrzędnościowego systemu pomiarowego CT. Technologia jest świetna, a aplikacja jest teraz dostosowana do naszych produktów. Uzyskujemy dokładne wyniki pomiarów o wysokiej powtarzalności. Urządzenia mocujące, które są łatwe w produkcji, są wystarczające, a pomiary są stosunkowo szybkie dzięki wielokrotnemu mocowaniu i automatyzacji procesu".