Il bollettino E The Sharp Giugno 2021

La crescita del mercato globale dei dispositivi ortopedici offre un'interessante strategia di diversificazione per l'industria degli utensili da taglio a CNC 

 
Gli impatti globali del COVID-19 sono innumerevoli e continuano a far sentire i loro effetti sulle persone in modo talvolta inaspettato. La risposta alla crisi da parte del sistema sanitario di molti paesi in conseguenza a tale situazione è stata la necessaria decisione di bloccare tutti gli interventi chirurgici non urgenti al fine di impiegare le risorse per affrontare i crescenti casi di COVID.  Mentre il sistema sanitario continua a far fronte alle sfide della pandemia, molte istituzioni tentano di accelerare gli interventi programmati per recuperare l'arretrato grazie ad un'attenta pianificazione. 

Nel Regno Unito si stima che quasi 10 milioni di persone siano in attesa di un intervento chirurgico, tra cui gli interventi di sostituzione delle articolazioni[1], mentre un recente studio effettuato negli Stati Uniti indica che l'arretrato post-pandemia supererà un milione di casi per la sola chirurgia ortopedica.[2]   Ad aggravare questa situazione di arretrato vi è l’incremento costante della chirurgia ortopedica dovuta all'invecchiamento della popolazione, con l'osteoartrite indicata come una delle malattie più invalidanti nei paesi sviluppati.

La pandemia è anche all’origine di sfide macroeconomiche che tutto il mondo si trova ad affrontare.   Per l'industria della rettifica degli utensili molti settori tradizionali vivono un momento di profonda incertezza. Ora più che mai, la diversificazione è la strategia vincente per le aziende che si occupano di rettifica ed affilatura di utensili.  La diversificazione come opportunità è un metodo collaudato per proteggere e far crescere il proprio business.  Il mercato globale dei dispositivi ortopedici valeva 53,44 miliardi di dollari nel 2019 e si stima possa raggiungere i 68,51 miliardi di dollari entro il 2027, con un tasso di crescita annuo composto (CAGR) del 6,6% tra il 2020 e il 2027[1] e la ricostruzione articolare a guidare il mercato.  Per questi motivi, il campo della rettifica delle protesi ortopediche è una strategia di diversificazione interessante per il business della rettifica degli utensili a CNC. Nella chirurgia ricostruttiva delle articolazioni a dominare sono in primis gli interventi al ginocchio, all'anca e alla spalla dove si impiegano protesi ortopediche e strumenti associati per i quali è necessaria la rettifica durante il processo di produzione.  Le applicazioni di rettifica per l'industria medica sono caratterizzate da alti livelli di personalizzazione e complessità.  La crescita e i progressi tecnologici in questo settore offrono innumerevoli opportunità di entrare in un mercato redditizio caratterizzato da una storia di forte sviluppo e ottime previsioni di crescita.  Investire nella giusta macchina utensile abbinata al miglior software CAD/CAM del settore è fondamentale per rimanere competitivi in questo mercato in evoluzione. 

Le procedure di rettifica per applicazioni ortopediche, come le protesi del ginocchio e le raspe per ossa, sono comunemente prodotte usando pacchetti CAD/CAM come Siemens PLM NX.  I programmi NC della macchina sono generati utilizzando un post-processore NC per un obiettivo specifico della macchina e sono poi utilizzati per produrre il pezzo.  Il post-processore è parte integrante dell'integrazione tra il software CAD/CAM e la macchina.  È quindi importante assicurarsi che questa integrazione consenta la massima flessibilità durante il processo di progettazione e produzione.    Soddisfare i requisiti di geometria e finitura superficiale quando si rettificano leghe per protesi ortopediche può rivelarsi impegnativo.  L'integrazione tra il software CAD/CAM e la macchina dovrebbe idealmente permettere una programmazione facile e flessibile delle procedure di ravvivatura delle mole e consentire  di selezionare liberamente varie geometrie di mole per la sgrossatura e la finitura.  Dovrebbe esistere una chiara distinzione tra il ruolo del sistema CAD/CAM e quello della macchina per evitare le inefficienze che sorgono quando le modifiche al processo di rettifica richiedono la rigenerazione del programma NC dal modello CAD. 

L'evoluzione e la crescita del mercato degli impianti ortopedici alimenta l'innovazione per nuovi prodotti e processi di produzione.  Man mano che il mercato si orienta verso gli impianti ideati sulla base delle differenze anatomiche tra maschi e femmine e specifici per il paziente, i produttori devono assicurarsi di impiegare i processi di produzione più convenienti e praticabili disponibili.  Gli sviluppi del software nelle aree di post-elaborazione CAD/CAM garantiscono significativi miglioramenti della produttività e il lancio sul mercato di nuove soluzioni di rettifica CNC negli ultimi anni.  Ciò ha portato a una riduzione dei tempi di esecuzione, consentendo agli impianti specifici per pazienti di diventare un'attività redditizia con interessanti margini di profitto offerti dagli impianti personalizzati.

L'integrazione tra le rettificatrici per utensili CNC a 5 assi e il software CAD/CAM ha fornito una soluzione efficiente alle sfide presentate dal mercato degli impianti ortopedici.  Flessibilità, produttività, automazione e integrazione con i principali sistemi CAD/CAM sono competenze chiave di cui tener conto quando si esaminano le potenziali soluzioni. 

La meccanica a servizio della medicina: la soluzione ANCA per la rettifica di impianti ortopedici

Con oltre 45 anni di consolidata esperienza nel campo della rettifica, ANCA ha sviluppato una soluzione per la rettifica di parti progettate in CAD con il software PLM NX CAD/CAM di Siemens, lavorando fianco a fianco con i leader mondiali nel campo degli impianti ortopedici e di altri settori.

Definendo chiaramente le responsabilità fondamentali tra Siemens NX e il software ToolRoom di ANCA, è stato sviluppato un post-processore che permette un'integrazione ottimale tra i due sistemi.  Il post-processore genera in modo generico le informazioni sul percorso di rettifica, cosicché tutti i compiti relativi al processo siano delegati al software.  Questo approccio elimina la necessità di rigenerare il codice NC da parte del software CAD/CAM quando i parametri del processo devono essere regolati, ottimizzando significativamente la produzione.  Le regolazioni e le compensazioni possono essere fatte al percorso di rettifica e alle mole direttamente sulla macchina.  La rigenerazione del codice NC è necessaria solo se si devono apportare modifiche alla geometria del pezzo. 

Il software di progettazione utensili iGrind di ANCA permette di utilizzare il codice NC generato in un'operazione iGrind dedicata, consentendo di definire tutti i parametri del processo   e di unire le operazioni generate dal CAD ad altre operazioni di rettifica standard, di garantire la piena flessibilità nella progettazione di pezzi speciali   nonché di eseguire operazioni di fresatura e foratura su una sola macchina e con una sola configurazione. 

La perfetta integrazione della geometria generata dal CAD nel software iGrind di ANCA significa anche che l'intera sequenza di rettifica, comprese eventuali operazioni aggiuntive, può essere simulata in 3D con il software CIM3D di ANCA. Oltre alla verifica offline della geometria, è possibile rilevare potenziali collisioni e calcolare la stima del tempo di ciclo.

TXcell di ANCA fornisce sia le funzioni di rettifica che di fresatura necessarie per la finitura delle protesi del ginocchio. Con una base in calcestruzzo polimerico per uno smorzamento ottimale delle vibrazioni, TXcell è dotata di un mandrino da 37KW (49HP) a 10.000 giri al minuto e di un ravvivamole della testa a 3.000 giri al minuto, con disposizioni aggiuntive per un ravvivamole secondario montato fisso, con mandrini HSK a cambio rapido.  L'asse P opzionale fornisce un supporto utensile controllato da CNC, compresa la contropunta opzionale fissa  Arobotech o dalla forza controllata da CNC.  TXcell  ha un modello opzionale di scambiatore di pacchi ruota disponibile con fino a 24 pacchi ruota.  È disponibile anche un sistema di ravvivatura automatica con bastoncino di corindone bianco.

L'automazione per le applicazioni di impianti ortopedici beneficia generalmente dell'uso di un caricatore robot Fanuc.  Oltre a fornire capacità di carico automatico dei pezzi, il robot può eseguire contemporaneamente dei compiti secondari, come la lucidatura, all'interno dell'involucro del caricatore mentre la macchina esegue la rettifica. 

La migliore soluzione tecnologica garantisce la flessibilità per rettificare una vasta gamma di impianti ortopedici e utensili da taglio standard, assicurando il massimo utilizzo della macchina e la massima versatilità.  In un mercato competitivo, investire nella giusta macchina utensile dotata di capacità software all’avanguardia è un passo cruciale per avere successo, in particolare in questo settore dinamico. 

 
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21 maggio 2021