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Relatório do utilizador

Tomografia de raios X para garantia de qualidade de implantes ósseos

100 por cento de medições graças à automatização

Para poder produzir na Suíça sistemas genéricos de implantes ósseos de titânio de alta qualidade e com uma boa relação custo/benefício, a Genostis baseia-se num grau máximo de automatização. Um elemento importante da cadeia de processos é um dispositivo de TAC da Werth, que a Genostis utiliza para medir 100% de todos os implantes com apoio robótico.

Os implantes ósseos são uma história de sucesso suíça com mais de 60 anos. "A Suíça foi pioneira no tratamento cirúrgico de fracturas ósseas e estabeleceu padrões que são reconhecidos mundialmente. A indústria de precisão nacional desenvolveu projectos de implantes que ainda hoje são válidos", afirma Lorenzo Zoccoletti, Diretor Executivo da Genostis, com sede em Burgdorf, no cantão de Berna. "Estamos a dar continuidade a esta tradição com um sistema genérico de implantes ósseos produzido a 100% na Suíça com o mais alto nível de qualidade."

100 por cento de medições graças à automatização

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

Neste caso, genérico significa que os implantes Genostis – são inspirados em produtos genéricos da indústria farmacêutica – e baseiam-se em designs bem conhecidos que estão agora livres de patentes. Graças ao princípio genérico, os custos de investigação e desenvolvimento são insignificantes. "As nossas placas e parafusos baseiam-se em modelos experimentados e testados ao longo de décadas. Num processo de reengenharia interno, optimizamo-los de acordo com os requisitos actuais para uma aplicação amiga do doente e uma produção eficiente", explica Zoccoletti. O diretor-geral salienta que os preços dos seus implantes genéricos são significativamente mais baixos do que os de outros fornecedores conhecidos, sem ter de comprometer a qualidade. "Isto 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 asseguram um nível muito elevado de eficiência. "Temos custos de mão de obra muito elevados aqui na Suíça", afirma Carmelo Blandini, Diretor de Operações da Genostis. "É por isso que os processos de produção maximamente automatizados e a utilização inteligente de equipamento de produção inovador são cruciais para o nosso sucesso."
Um elemento central da produção é a tecnologia de medição. "Todos os nossos implantes devem cumprir os 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 a obter, temos de fornecer vários certificados, que são verificados por uma empresa de certificação."
Para 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 no processo de produção. "A tomografia computorizada pareceu-nos ser a tecnologia de medição mais adequada para o nosso conceito", explica Blandini. A tecnologia convencional de medição por coordenadas 3D tácteis foi excluída por várias razões: O tempo e os custos dos dispositivos de fixação e das medições necessárias eram enormes e os provetes também tinham de ser colocados manualmente. Uma máquina de TAC industrial ofereceria condições muito melhores para realizar o elevado nível de automatização necessário.
Os responsáveis da Genostis optaram pelo Tomo Scope XS Plus 160 da Werth Messtechnik. "Conhecíamos a Werth como um fornecedor de tecnologia de medição de renome que há muito tempo oferece sistemas de medição por coordenadas para tomografia computorizada industrial", afirma Blandini. O Tomo Scope XS Plus 160 selecionado preenche todos os requisitos básicos para medir os implantes Genostis de forma fiável e rápida. Permite a digitalização de peças de trabalho pequenas e médias até cerca de 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 elevada potência do tubo, de modo a que possam ser efectuadas medições rápidas com elevada resolução.

100 por cento de medições graças à automatização

O COO da Genostis, Carmelo Blandini (à esquerda), com o Diretor de Vendas da Werth, Detlef Ferger: "Com o apoio dos especialistas em TC da Werth, desenvolvemos uma grande experiência e personalizámos a medição precisamente para as nossas peças de titânio."

Atensão do tubo permite a medição de placas de titânio
A tensão máxima do tubo do aparelho é de 160 kV. Isto significa que também podem ser medidas peças com comprimentos radiográficos maiores e materiais mais densos. "Como temos de medir as geometrias de placas e parafusos de titânio, este foi um critério de decisão importante", explica Blandini. No entanto, ele também salienta que o tempo de ciclo necessário para monitorizar a produção constituiu um desafio, uma vez que os tempos curtos são essenciais para capturar as peças de trabalho. Tivemos de investir algum tempo até termos adquirido a experiência necessária com o sensor CT," porque a Genostis queria digitalizar as peças de titânio em múltiplas fixações, por exemplo. "Como os objectos de medição se influenciam mutuamente durante a medição e isso pode resultar em erros de imagem, os chamados artefactos, fizemos muitos testes relativamente ao número de peças e ao seu posicionamento em relação umas às outras para obter bons resultados", explica Dusan Mirkovic, Diretor de Produção e Automação. "Os especialistas em TC da Werth apoiaram-nos ativamente com os seus conhecimentos, de modo a podermos desenvolver muito know-how e, em última análise, estratégias de medição personalizadas para os nossos produtos."

100 por cento de medições graças à automatização

A célula de medição na Genostis consiste num Tomo Scope XS Plus 160 (à direita). Um segundo Tomo Scope está a ser adicionado no lado esquerdo. O robô opera ambos os dispositivos de TC a partir da prateleira visível à frente com as suas 135 posições de fixação.

O tempo de digitalização por peça de titânio situa-se entre 2 e 5 minutos
A Genostis conseguiu reduzir os tempos de digitalização de uma média de cerca de 20 minutos para entre 2 e 5 minutos por peça de titânio. "Estes valores dependem dos produtos, das suas dimensões, da resolução necessária e das dimensões a captar", explica o diretor de produção. "Em média, dez a doze propriedades geométricas críticas têm de ser registadas durante uma medição. O Tomo Scope XS Plus 160 fornece o volume tridimensional completo da peça de trabalho como resultado da medição. O utilizador pode definir praticamente qualquer resolução (até 60 mil milhões de voxels). "A comparação entre o alvo 3D e o real é muito boa", elogia Mirkovic. "Lemos o modelo CAD 3D e comparamo-lo com a nuvem de pontos medida em formato STL. A visualização do desvio codificado por cores permite-nos determinar muito rapidamente se a peça de trabalho está dentro da tolerância. Se, em seguida, determinarmos algumas propriedades geométricas críticas, cujos valores são também automaticamente armazenados no relatório de medição, podemos aprovar o dispositivo médico para utilização em segundos."Ele acrescenta outro fator: "É importante para a nossa utilização na tecnologia médica que os resultados de medição sejam fiáveis e rastreáveis. Werth Messtechnik Isto é garantido pela calibração em conformidade com as normas, incluindo um certificado Dakks."
O Tomo Scope XS Plus 160 tem outras caraterísticas que são valiosas para a utilização na produção. Por exemplo, o design monobloco do tubo, gerador e geração de vácuo garante longos intervalos de manutenção e uma vida útil teoricamente ilimitada. Isto minimiza os tempos de paragem e os custos operacionais. Um dos pontos fortes de todos os aparelhos de TC da Werth é o facto de o volume da peça ser reconstruído em tempo real enquanto a imagem está a ser captada. Isto permite medições rápidas durante o processo.
O software de medição da Winwerth é utilizado para programar, controlar e analisar todo o processo de medição. A Genostis utiliza-o não só no próprio Tomo Scope, mas também em duas estações de trabalho adicionais que são utilizadas para programação e avaliação. "Desta forma, nunca bloqueamos o dispositivo de medição com outras tarefas", diz Mirkovic.

100 por cento de medições graças à automatização

O Diretor de Produção Dusan Mirkovic analisa os resultados das medições.

Célula de medição com um robot e um sistema de estantes com 135 espaços
Graças ao seu design compacto, o TomoScope XS Plus requer pouco espaço e a sua boa acessibilidade torna-o muito fácil de automatizar. A Genostis instalou uma célula de medição com um robot e um sistema de estantes com 135 espaços. A interface entre a máquina de medição e o controlador do robot assegura que a porta da máquina de medição por coordenadas se abre quando o robot pretende alimentar ou retirar os dispositivos carregados. Os programas de medição adequados criados por Mirkovic também são carregados em conformidade.
Genostis está atualmente a medir principalmente painéis e parafusos. Quando a produção for alargada, o Tomo Scope XS Plus 160 será cada vez mais utilizado para validação e testes iniciais de amostras. Blandini resume: "Atualmente, estamos muito satisfeitos com o nosso sistema de medição por coordenadas CT. A tecnologia é óptima e a aplicação está agora personalizada para os nossos produtos. Obtemos resultados de medição precisos com elevada reprodutibilidade. Dispositivos de fixação fáceis de fabricar são suficientes e as medições são relativamente rápidas graças à fixação múltipla e à automatização do processo."

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Uma vantagem da tomografia computorizada é que podem ser utilizadas fixações simples que podem ser produzidas de forma económica utilizando a impressão 3D.

Mais informações:

Start-up com experiência
A Genostis foi fundada em 2022, o que a torna uma start-up neste aspeto. 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, trabalharam para fabricantes de implantes líderes e estabelecidos que ajudaram a moldar a indústria e o mercado. Não é, portanto, coincidência que os gestores se tenham concentrado na produção de implantes genéricos como uma start-up durante vários anos e vejam o potencial do mercado global nesta área. O atual portfólio da Genostis consiste em 263 placas de titânio diferentes e 165 parafusos com diâmetros que variam entre 2,7 e 5,0 mm.

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

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

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