Řešení, která zlepšují výrobu medicínských implantátů

Výrobci proto musí mít pod kontrolou vše od tlaku nástroje až po strategie upnutí, aby dodrželi přesné tolerance a zajistili hladké povrchy, zejména u složitých součástí, jako jsou např. acetabulární jamky používané v náhradách kyčelních kloubů.
Pokročilé materiály, jako je titan, kobalt, chrom a nerezová ocel, jsou nezbytné, ale jejich zpracování je náročné. Proto společnost Kennametal s využitím svých zkušeností v leteckém obrábění zdokonalila řezné nástroje i procesy tak, aby splňovaly přísné požadavky odvětví zdravotnických technologií. To umožnilo vyvinout pokročilá nástrojová řešení, jako je 8břitá stopková fréza HARVI IV, systém A4, platforma Drill Fix PRO nebo mikroobrábění TopSwiss MBS, pro splnění specifických nároků obrábění složitých lékařských komponent.

Frézování s HARVI IV
Při výrobě složitých, nepravidelně tvarovaných součástí hrají klíčovou roli frézovací centra, která jsou obzvláště užitečná v aplikacích s nízkými objemy výroby a různými konstrukcemi dílů, jako jsou kostní destičky nebo chirurgické nástroje, vyžadující velké množství jedinečných návrhů, jelikož každé lidské tělo a aplikace se mírně liší.
Fréza HARVI IV s osmi břity nabízí strategii vysokorychlostního obrábění s nízkým krouticím momentem, která se široce používá pro obrábění titanu a podobných materiálů. Nastavení zahrnuje zajištění dílu pomocí rybinového adaptéru, což pomáhá minimalizovat tlak na nástroj i obrobek, protože navzdory pevnosti titanu se po odstranění materiálu může díl stát křehkým a náchylným k pohybu v důsledku harmonických a řezných sil.
HARVI IV s možností vnitřního chlazení dokáže vytvářet menší třísky, snižovat teplo a opotřebení nástroje. Jde o vysokorychlostní metodu s nízkým krouticím momentem, která zvyšuje rychlost odebírání materiálu a zároveň zachovává integritu dílu. 

Systém A4 pro výrobu náročných dílců
Obrábění složitých lékařských komponent, jako jsou acetabulární jamky a hlavice stehenních kostí, představuje značné výzvy kvůli jejich zakřiveným tvarům, které komplikují dosah nástroje, riskují vychýlení a snižují pravděpodobnost dosažení nejefektivnějších požadavků na povrchovou úpravu. Vysoce kvalitní povrch je zásadní zejména u hlavic stehenních kostí, protože zkracuje čas potřebný pro následné leštění.
Nástrojový systém A4 je navržen tak, aby zvládl složité geometrie i požadavky na přesnost těchto komponent. Zajišťuje plynulou dráhu nástroje tam i zpět, čímž eliminuje potřebu zasouvání mezi průchody. Jeho břitová destička s plným poloměrem špičky je zvláště účinná pro vytváření hladkých vnějších průměrů, zatímco její dlouhý, štíhlý tvar poskytuje potřebný dosah pro složité prvky.
Upínací systém držáku nástroje navíc vyvíjí tlak, aby bezpečně držel břitovou destičku v lůžku, čímž vytváří velmi stabilní a přesné spojení. Samotná kapsa je opatřena přesně broušenou drážkou ve tvaru V, která udržuje vysokou přesnost usazení nástroje.
Efektivní přívod chladicí kapaliny hraje klíčovou roli v řízení tvorby třísek a prevenci selhání nástroje, např. nerezové oceli mají tendenci se zpevňovat, což vede k problémům, jako je hloubka řezu, vrubování a nárůstek na břitu. S horním a spodním vysokotlakým chladicím médiem systému A4 je možné mnohem lépe udržovat třísku a zároveň kontrolovat teplo na břitové destičce.

Vytváření otvorů s Drill Fix PRO
Dalším nástrojem firmy pro výrobu lékařských komponent je Drill Fix PRO. Tuto řadu lze použít pro vrtací i vyvrtávací operace v jednom nastavení, což je výhodné při obrábění složitých vnitřních zakřivených povrchů. Robustní konstrukce zahrnuje nadměrně velkou stopku a velkou přírubu, takže spojení nástroje s vřetenem je velmi pevné.
Drill Fix PRO není jen vysoce výkonný vrták, ale funguje i jako vyvrtávací nástroj, který kombinuje dvě operace v jedné. Kromě vytváření vnitřních otvorů také obrábí přesný zakřivený poloměr do acetabulární jamky, který zrcadlí tvar spojovací hlavice stehenní kosti. To umožňuje správné usazení spojovací komponenty pro minimální tření, což zajišťuje mechanickou pevnost a anatomickou kompatibilitu. Tato dvojí funkce zjednodušuje obrábění složitých tvarů, které jsou často vyžadovány u ortopedických implantátů.

Mikroobrábění s extrémní přesností
Pro medicínské odvětví, vyžadující vysoce precizní zpracování, firma vyvinula také řadu TopSwiss MBS (Micro Boring Solid). Břitové destičky TopSwiss MBS Medical Line (ML) se vyznačují ostrými řeznými hranami pro vynikající povrchovou úpravu a snížený tlak nástroje. To zajišťuje přesnost a biokompatibilitu pro aplikace v lékařství. Jsou ideální pro součásti, jako jsou kostní šrouby, zakulacené hlavice, zubní implantáty nebo chirurgické nástroje.
Patentovaný povlak břitové destičky ML s unikátním úhlem stoupání a podbroušení odolává vysokému tlaku nástroje. Destičky byly speciálně navržené pro obrábění nerezové oceli, titanu nebo kobaltového chromu, mají AlTiCrN povlak KCSM25S, který zajišťuje hladký, leštěný povrch pro snížení ulpívání třísek a zlepšení kvality povrchu součásti.
Pro optimální výkon doporučuje výrobce břitové destičky s držáky nástrojů (HP), které nabízejí vysokou přesnost a opakovatelnost až do středové osy ±5 mikronů a možnost vnitřního soustružení v otvorech o průměru až 0,3 mm. Výkonný držák nástrojů s kulatou stopkou a unikátně navržená inovativní pojistná matice vyžaduje pro většinu aplikací pouze ruční utažení, nicméně u těch, které používají vysokotlakou chladicí kapalinu o tlaku 70 barů nebo 1000 PSI a vyšším, je nutné utažení klíčem.
Díky pokročilému vícevrstvému povlaku a specializovanému utvařeči třísek mohou břitové destičky TopSwiss MBS odolávat agresivním hloubkám řezu a rychlostem posuvu při obrábění a chladicí kapalina přiváděná přímo skrz nástroj k břitu snižuje teplo, zajišťuje efektivní chlazení a zlepšuje i kontrolu utváření a odvod třísek díky vysoce leštěné řezné hraně destiček pro jejich sníženou přilnavost. 
Standardní nabídka zahrnuje délky břitů od dvojnásobku až po sedminásobek průměru, což umožňuje výběr nejen přesné velikosti břitové destičky, ale i přesné délky řezu požadované pro specifickou aplikaci. 

Jan Přikryl
Foto: Shutterstock, Kennametal

Publikováno: 10. 3. 2026 | Počet zobrazení: 203 30