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Ginocchia - Rettifica Impianti Ortopedici

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Dovrei io sagomare impianti per ginocchio e anca?

 

La Crisi finanziaria mondiale del 2008-09 ha causato molte vittime in tutto il mondo tra i manifatturieri di utensili e frese, costringendo alcuni di loro a ridurre la produzione del 50-80%. Sulla scia di questi cali economici molte imprese hanno preso in considerazione strategie di diversificazione per meglio isolarsi da condizioni economiche instabili. Idealmente le strategie di diversificazione includono opportunità d’investimenti che producono elevati ritorni in un mercato in grande espansione con solide fondamenta economiche che sono “a prova di recessione”.
 



Per questa ragione il campo della sagomatura di Impianti medici ortopedici è diventato un’attraente strategia di diversificazione per presenti e futuri attori nel business della rettifica a CNC. La chirurgia che si interessa della ricostruzione delle articolazioni è in gran parte dominata da procedure per ginocchia, anche e spalle, e tutte queste comportano impianti ortopedici e relativi strumenti che tipicamente durante il processo di manifattura richiedono la rettifica.
 

La crescita e le conquiste tecnologiche in questo settore stanno aprendo per le officine di affilatura portoni di opportunità per riuscire ad entrare in un lucrativo mercato caratterizzato da una forte crescita sia storicamente sia nelle previsioni. L’investimento nella  tecnologia giusta è cruciale per rimanere competitivi in un mercato in evoluzione. La giusta macchina per sagomare, accoppiata a software CAD/CAM che è all’avanguardia nel settore, assicura gli strumenti per rispondere efficacemente alle esigenze di questo mercato.
 

Sagomature di applicazioni ortopediche, quali impianti per ginocchia e lime per ossa sono comunemente prodotti usando come routine pacchetti CAD/CAM quali il Siemens PLM NX. Programmi per macchine NC sono tipicamente generati usando un Postprocessore NC creato per una specifica macchina e poi usati per manifatturare il pezzo. Il postprocessore costituisce una parte integrale dell’integrazione tra il software CAD/CAM e la macchina. È perciò importante assicurarsi che questa integrazione permetta la massima flessibilità durante i processi di progettazione e di produzione.
 

Quando si sagomano leghe di qualità ortopedica per ottenere impianti medici, soddisfare i requisiti geometrici e di rifinitura della superficie può risultare una cosa piuttosto difficile. Idealmente l’integrazione tra il software CAD/CAM e la macchina dovrebbe permettere una facile e flessibile programmazione delle routine di ravvivatura mole come anche la libertà di selezionare varie geometrie della mola di fresatura per l’azione di sgrossatura e rifinitura. Una chiara distinzione dovrebbe esserci tra il ruolo del sistema CAD/CAM e la macchina per evitare inefficienze che sorgono quando cambiamenti nel processo di sagomatura richiedono la rigenerazione del programma NC dal modello CAD.
 

Nel 2008 il mercato di articoli ortopedici nel mondo era stimato valere approssimativamente 37 miliardi in dollari americani [1], di cui 12,2 miliardi in dollari americani [2] costituiti dal settore della ricostruzione di articolazioni (ossia impianti artificiali). La ricostruzione di ginocchia e di anche domina in gran parte il settore della ricostruzione di articolazioni e perciò è quanto mai rilevante per rettifiche a CNC. poiché queste articolazioni, come anche la strumentazione associata quali lime per ossa/brocce, sono spesso manifatturate su affilatrici a CNC.
 

Dagli inizi degli anni 2000 l’artroplastica è generalmente vista come un settore di crescita con alti profitti e si prevede che nei prossimi anni  il mercato mondiale della ricostruzione di articolazioni crescerà più del 9% annualmente. Anche se non è il settore del mercato ortopedico che cresce più rapidamente, la domanda di procedure per la sostituzione di ginocchia e femori è la maggiore in tutto il mondo [3].


 


Lime per femore usate in operazioni chirurgiche per la sostituzione dell’articolazione dell’anca.
 

Sostenuta da varie tendenze sociali e demografiche, la crescita in questo settore è virtualmente garantita. A parte una popolazione, che sta invecchiando, ma che ha un più facile accesso a queste procedure mediche, la crescita è alimentata dalla richiesta in paesi in via di sviluppo come l’India e la Cina, che rappresentano il 27% di tutta la popolazione mondiale messa assieme. Per mettere in evidenza questa potenziale crescita, si consideri che attualmente gli USA e l’Europa sono i maggiori consumatori di questi prodotti, rappresentando circa l’80% del consumo (50% per gli USA, 30% per l’Europa) [4], mentre costituiscono solo il 17% della popolazione mondiale. Nel 2009 il settore della sostituzione di ginocchia e di anche vide la crescita in rendite crescere più del 17% fuori dagli Stati Uniti, il che corrispondeva a più del doppio del volume di crescita negli Stati Uniti [5].
 

Il trascorso decennio ha visto significativi progressi tecnologici nel settore della ricostruzione di articolazioni. Una nuova tendenza che emerge da questi progressi, particolarmente nel campo di artroplastica del ginocchio, è lo sviluppo di impianti specifici per singoli pazienti. Usando scanner a 3D e tecnologia scultorea  tramite progettazione assistita da computer (CAD), impianti specifici per singoli pazienti possono ora essere progettati e manifatturati con aumentata efficienza e a costo ridotto a confronto di quanto avveniva solo pochi anni fa. Questo approccio agli impianti ortopedici ha evidenti benefici a confronto col corrente utilizzo di impianti prefabbricati, che di solito sono disponibili in una limitata varietà di geometrie.
 

Perché dovrei usare una affilatrice a CNC per sagomare impianti ortopedici?

 

L’evoluzione e la crescita del mercato di impianti ortopedici favoriscono l’innovazione tramite prodotti e processi di produzione nuovi. Mentre il mercato si muove nella direzione di impianti sesso e paziente specifici, i costruttori devono essere certi che stanno servendosi di processi di produzione che sono quanto mai economicamente redditizi e realizzabili. Con il numero di procedure di sostituzione di ginocchia che annualmente si contano in centinaia di migliaia e in continuo aumento, assieme al bisogno di sostituire tecnologie di produzione sorpassate, non è difficile vedere come la domanda del mercato stia creando nuove opportunità.
 

Durante gli ultimi otto anni la lavorazione a mano di impianti ortopedici è stata gradualmente superata dalla lavorazione con affilatrici a CNC. Sviluppi del software nei campi di postprocessori CAD/CAM stanno producendo significativi passi in avanti per quanto riguarda la produttività, con il risultato che in anni recenti nuove soluzioni nella rettifica a CNC sono entrate nel mercato. Questo ha portata ad una riduzione dei tempi di consegna, permettendo agli impianti specifici per singoli pazienti di diventare un business di successo con quei conseguenti margini di profitto che sono imposti dal mercato degli impianti  specifici per singoli pazienti.
 

L’integrazione tra affilatrici a CNC a 5 assi e il software CAD/CAM ha fornito una reale soluzione alle sfide presentate dal mercato degli impianti ortopedici. Flessibilità, produttività, automazione e integrazione con innovatori sistemi CAD/CAM  sono competenze chiave da tenere presenti quando si considerano possibili soluzioni.
 

Perché una affilatrice ANCA è la scelta migliore per manifatturare impianti per ginocchia e anche nonché lime e alesatori per ossa?

 

ANCA, un’industria all’avanguardia nel settore della rettifica a CNC, da oltre un quarto di secolo sta fornendo soluzioni all’industria della sagomatura di utensili ed ha da allora conquistato una solida reputazione di saper dare soluzioni per sagomature personalizzate. Durante molti degli anni passati, lavorando assieme a leader mondiali nel campo di impianti ortopedici come pure con altre industrie,  ANCA ha trovato una soluzione per rettificare parti progettate tramite CAD con il software Siemens PLM NX CAD/CAM.

 

Didascalia: Usando un modello CAD di impianto per ginocchio, il percorso della sagomatura è determinato dal software Siemens PLX NX.
 

La soluzione di ANCA per rettificare impianti ortopedici offre competitivi vantaggi fondamentali a confronto con i sistemi esistenti. Definendo con chiarezza le responsabilità di base tra il software Siemens NX e l’ANCA Toolroom, è stato sviluppato un postprocessore che permette un’integrazione ottimale tra i due sistemi. Il postprocessore genera in modo generico le informazioni per il percorso di sagomatura, cosicché tutti compiti relativi al processo sono assegnati al software ANCA.
 

La logica separazione della generazione del percorso di sagomatura dal processo di fabbricazione di sua natura apporta diversi vantaggi. È necessario generare dal sistema CAD/CAM una volta sola la generazione del percorso della sagomatura. Indi questo viene usato sulla macchina dove possono essere usate mole di differente diametro per operazioni di sgrossatura, rifinitura e lucidatura, utilizzando tutti gli stessi dati che sono stati generati. In questo sistema la ravvivatura tramite disco avviene senza interruzioni poiché non c’è bisogno di ritornare al sistema CAD/CAM. Il caratteristico 3D-CRC (compensazione del raggio della tagliatrice) del CNC di ANCA calcola automaticamente il percorso di sagomatura modificato, adattandolo immediatamente al diametro nuovo della mole. Questo dà la possibilità di sagomare pezzi usando mole convenzionali oppure superabrasivi usufruendo dello stesso codice NC che è stato generato.
 

Quando bisogna aggiustare i parametri del processo questo approccio elimina la necessità di rigenerare il codice CNC dal software CAD/CAM. Aggiustamenti e compensazioni al percorso di sagomatura e ai dischi possono essere fatti direttamente sulla macchina. La rigenerazione del codice NC è richiesta solo quando si devono fare cambiamenti nella geometria del pezzo. Evitando la necessità di rivisitare il modello CAD, il processo di produzione è ottimizzato in modo significativo.
 

Ulteriori benefici includono l’uso di Toolroom, il software di ANCA che è leader nel settore. iGrind, il software di ANCA  per la progettazione di utensili, permette in una sola operazione iGrind l’uso del codice NC che è stato generato, permettendo così la definizione dei parametri di tutti i processi. Questo permette di fondere operazioni generate da CAD con altre standard operazioni di sagomatura, ottenendo in questo modo totale flessibilità nella progettazione di pezzi speciali. Questo approccio consente anche che, se necessario, operazioni di fresatura e foratura siano eseguite su una sola macchina e con una sola impostazione.
 

L’ininterrotta integrazione della geometria generata da CAD nel software iGrind di ANCA significa anche che l'intera sequenza di sagomatura, inclusa qualsiasi operazione aggiuntiva, può essere simulata in 3D usando il software d'avanguardia nel settore, il CIM3D di ANCA. A parte la verifica offline della geometria, si possono identificare potenziali collisioni e calcolare stime della durata del ciclo.
 

L’ANCA TX7+ è la macchina ANCA preferita per la sagomatura di impianti ortopedici. Costruita su una base di cemento a polimeri per smorzare in modo eccellente le vibrazioni, la TX7+ offre le opzioni di inviluppo, rigidità, precisione, potenza e automazione richieste per affrontare i compiti più complessi. La TX7+ è dotata di un mandrino 37KW (49HP), 10.000RPM come anche di un ravvivamole in testa a3000RPM con in aggiunta la possibilità di un ravvivamole secondario rigidamente montato con mandrini HSK a rapido cambio. Il facoltativo P-Axis provvede supporto dell’utensile con controllo a CNC, inclusa contropunta stabile, Arobotech oppure controllata da forza CNC. La TX7+ è dotata di cambio mole per due pacchi mole, oppure c’è a disposizione un modello opzionale con cambio mole con capacità di 21 pacchi mole. C’è anche a disposizione la steccatura automatica.
 

L’automazione per applicazioni di impianti ortopedici tipicamente è avvantaggiata dall’uso di un Fanuc robot loader. A parte l’offrire la capacità di caricare i pezzi automaticamente, il robot può essere utilizzato per svolgere al tempo stesso compiti secondari, quali lucidatura, all’interno dell’involucro del caricatore mentre la macchina sta sagomando.
 

La soluzione ANCA offre la flessibilità di sagomare una grande varietà di pezzi e utensili da taglio, assicurando il massimo sfruttamento e la massima versatilità della macchina. A parte impianti e strumenti ortopedici, si possono costruire standard utensili da taglio usando la stessa macchina. In un mercato competitivo investire nella macchina giusta, che funziona con le capacità offerte da un software d’avanguardia, costituisce un passo cruciale verso l’aver successo, particolarmente nel campo degli impianti e strumenti ortopedici.
 

Telefona oggi alla tua commissionaria o al tuo rappresentante dell’ANCA e prenota una dimostrazione per vedere da te stesso perché la TX7+ è la macchina preferita dall’industria per sagomare impianti ortopedici e strumenti medici.
 

Fonti

 

1 The Complete Guide to the Global Orthopaedic Market 2009 (Guida completa al mercato mondiale di prodotti ortopedici, 2009), Espicom Business Intelligence (www.espicom.com), 2009.
2 The Future of the Orthopedic Devices Market to 2012 (Il futuro, fino al 2012, del mercato per strumenti ortopedici), Global Markets Direct, Dec-2008, Report Code: GMDME0754MR
3 Global Orthopaedic Market - Focus on Hip and Knee replacement (Il mercato ortopedico nel mondo – Particolarmente le sostituzioni di anche e ginocchia) , A&M Mind Power Solutions, gennaio 2010,
4 Hip and Knee Replacement Market: Overview of the US and European markets - growth in a mature market (Il mercato delle sostituzioni di anche e ginocchia: sguardo generale sui mercati USA e europei – la crescita in un mercato maturo), Datamonitor, ottobre 2006
5 For Orthopedic Devices, the Future Is Still Bright (Per gli strumenti ortopedici il futuro è ancora promettente), Anthony G. Viscogliosi, Viscogliosi Bros LLC, maggio 2009

 

6 luglio 2010