Il passaggio a una finitura superficiale completamente digitalizzata segna una pietra miliare nella creazione di smart factory. I processi produttivi digitalizzati consentono non solo una produzione più efficiente ed economica, ma anche una maggiore precisione. Attraverso moduli di simulazione digitale, sistemi smart di scambio dati e software avanzati di monitoraggio dei processi, Rösler fornisce ai propri clienti gli strumenti per trasformare le sfide industriali in opportunità.
La crescente domanda, la carenza di personale qualificato e la crescente pressione sui costi rappresentano sfide significative per i produttori di impianti ortopedici. Allo stesso tempo, i progressi nei materiali implantari e i metodi di finitura ad alta intensità stanno aprendo nuove opportunità nella produzione di protesi articolari. Con la sua tecnologia di finitura superficiale digitalizzata, Rösler offre una soluzione che combina elevata precisione con stabilità di processo ed efficienza dei costi. In particolare, il sistema è in grado di gestire materiali estremamente duri come la ceramica, avvicinando il settore a un ambiente di fabbrica intelligente.
A livello globale, gli interventi di sostituzione articolare sono in rapido aumento. Gli esperti prevedono che entro il 2030, solo negli Stati Uniti, verranno impiantati circa 3,5 milioni di ginocchia artificiali, un forte aumento rispetto ai circa 600.000 impianti di ginocchio del 2020. Nonostante questo aumento, molti impianti ortopedici ricevono ancora la finitura superficiale finale tramite processi manuali, che richiedono molto tempo, molta manodopera e sono soggetti a significative fluttuazioni di qualità.
“L'industria degli impianti si trova ad affrontare una sfida enorme: produrre quantità sempre maggiori di impianti in modo economicamente efficiente e con una qualità costantemente elevata. Allo stesso tempo, le esigenze di una maggiore durata e compatibilità con il corpo umano sono in continuo aumento. I produttori rispondono a queste sfide realizzando le articolazioni artificiali con materiali come titanio, ceramica o rivestimenti simil-ceramici. Tuttavia, questi ultimi, a causa della loro durezza, non consentono più la finitura superficiale manuale,” ha spiegato Michael Striebe, Global Sales and Process Expert per l'ingegneria medica presso Rösler Oberflächentechnik GmbH.
La tecnologia di finitura superficiale di Rösler offre un metodo particolarmente efficiente per il trattamento di impianti ortopedici, anche quelli realizzati in materiali estremamente duri. Rispetto alle macchine a vibrazione convenzionali, la finitura superficiale è fino a 40 volte più intensiva: il metodo di finitura di massa più intensivo attualmente disponibile sul mercato.
Le macchine per finitura superficiale sono dotate di un carosello con più postazioni di lavoro rotanti, ciascuna dotata di mandrini su cui vengono montati i pezzi. Il carosello viene quindi abbassato in una vasca di lavorazione rotante riempita con abrasivo o lucidante. A seconda del modello, è possibile trattare contemporaneamente fino a 16 pezzi. L'esposizione dei pezzi al flusso di abrasivo, combinata con il movimento preciso del mandrino, consente il trattamento mirato di aree superficiali specifiche, rendendo la tecnologia ideale per componenti con geometrie complesse. Ad esempio, la “scatola articolare” dei componenti del ginocchio femorale può essere rifinita meccanicamente senza alcuna post-lucidatura manuale. Le macchine per finitura superficiale di Rösler consentono persino la lavorazione di impianti in ceramica di ossido di alluminio con una finitura di livello mondiale.
La digitalizzazione dell'intero processo di finitura rappresenta un'ulteriore svolta. Uno speciale software di simulazione consente una valutazione completa dei processi di finitura di massa utilizzando modelli 3D, consentendo di valutare parametri di processo come profondità di immersione, angolo di trattamento e potenziali ombreggiature durante la pianificazione. Ciò accelera lo sviluppo del processo e riduce i costi. Fino al 90% del processo può essere definito digitalmente, mentre il restante 10% viene verificato attraverso prove essenziali in condizioni operative reali.
La digitalizzazione consente inoltre lo scambio diretto di dati tra centri di lavoro CNC e surf finisher. Fornendo alle macchine dimensioni e tolleranze dei pezzi in 3D, i tempi di lavorazione possono essere regolati automaticamente, aumentando la produttività e riducendo il consumo di media e composti. Il collegamento digitale delle macchine tra le diverse fasi del processo migliora l'efficienza dell'intera catena del valore, elevando al contempo la qualità degli impianti ortopedici.
Il modulo software brevettato da Rösler, Rösler Smart Solutions (RSS) Comfort, garantisce una documentazione completa del processo e la stabilità operativa. Il software monitora la qualità dell'acqua di processo da una centrifuga di pulizia e riciclo collegata all'apparecchiatura di finitura di massa, consentendo una valutazione realistica della qualità della finitura superficiale.
“Facciamo anche un ulteriore passo avanti. Nel prossimo futuro raccoglieremo e analizzeremo il consumo di tutti i materiali di consumo (media, compound, ecc.) con il modulo RSS. Questo permetterà ai nostri clienti di rivedere e controllare i costi del loro processo di finitura,” ha aggiunto Michael Striebe.
Al centro di questa espansione software c'è il continuo scambio di informazioni tra la centrifuga, la/le macchina/e di finitura di massa e il software. I dati chiave del processo, come la contaminazione dell'acqua di processo, il valore del pH e la conduttività elettrica, vengono misurati e registrati automaticamente. In caso di scostamenti dai valori preimpostati, il sistema regola automaticamente il dosaggio degli additivi detergenti, mantenendo un'acqua di processo di alta qualità senza l'intervento dell'operatore. Tutte le regolazioni del processo sono completamente documentate e tracciabili. Rösler è attualmente l'unica azienda a offrire questo esclusivo sistema di controllo digitale.