El éxito del desarrollo de innovadoras y dinámicas piezas miniatura dentro de la industria de componentes dentales y médicos presenta un enorme y también dinámico desafío para los fabricantes de herramientas de corte.
Este sector, de rápido crecimiento, está impulsado por cirujanos ortopédicos y protésicos dentales junto con compañías productoras de tornillos e implantes médicos, que trabajan en estrecha colaboración con programadores de software de diseño y fabricación asistidos por ordenador (CAD/CAM) y fabricantes tanto de máquinas como de herramientas. Cada nuevo desarrollo requiere de las herramientas y geometrías más vanguardistas para crear las nuevas y complejas formas y para garantizar una precisión extraordinaria y un excelente y uniforme acabado superficial.
Los materiales utilizados para producir tornillos e implantes médicos son las súper aleaciones de titanio, aunque también se utilizan algunos aceros inoxidables y otros materiales duros. Estos materiales son elásticos y al mecanizarlos pueden ocasionar el efecto “recrecimiento del filo”, que desgasta o rompe el filo, mientras que las altas temperaturas generadas durante el arranque y la fragmentación de la viruta reducen la vida de la herramienta y perjudican la calidad superficial.
ISCAR, como fabricante líder de herramientas de corte para el mecanizado de metales, invirtió tiempo y recursos para desarrollar las soluciones óptimas para el mecanizado en la industria médica, con exclusivas geometrías, herramientas y calidades. Utilizando los sistemas CAD/CAM para crear conjuntos de herramientas para los usuarios según la norma ISO 13399, ISCAR ha desarrollado herramientas para el mecanizado de piezas miniatura para la industria médica, especialmente para tornillos dentales y cuatro componentes de las prótesis de caderas: cabeza femoral, protección del acetábulo, vástago femoral y placa de fijación ósea.
Tornillos Dentales
Disponemos de herramientas de corte específicas para cada una de las operaciones involucradas en el mecanizado de tornillos dentales.
Se han desarrollado dos opciones para el torneado exterior de desbaste: SWISSCUT programa de herramientas compactas diseñada para tornos CNC , automáticos tipo decoletaje y de cabezal móvil; permiten un menor tiempo de puesta a punto y una fácil sustitución de la plaquita sin necesidad de retirar la herramienta de la máquina. Esta familia de plaquitas dispone de formas y rompevirutas diseñados específicamente para piezas pequeñas. Las herramientas SWISSCUT se utilizan también en operaciones de torneado de roscas. La segunda opción es la familia SWISSTURN, para pequeñas plaquitas ISO pero con un exclusivo sistema de fijación que optimiza la sustitución de la plaquita en los tornos habituales, e incluye los conductos para alta presión de refrigerante JETCUT.
Para el fresado Iscar propone las fresas CHATTERFREE que se utilizan en operaciones de fresado de ranuras maximizando el índice de extracción de material. Eliminan las vibraciones y reducen la duración del ciclo de mecanizado. Tienen una geometría rectificada que ofrece un excelente acabado superficial y elevada duración de la herramienta con unos índices de extracción de metal muy importantes.
Para las imprescindibles operaciones de tronzado y ranurado PENTACUT es la óptima opción; las plaquitas tienen cinco puntas y una fijación muy rígida. Son las plaquitas más resistentes para mecanizar con parámetros muy elevados, especialmente en materiales blandos, tronzado de tubos y de piezas pequeñas y de paredes delgadas.
Las herramientas SWISSCUT se utilizan en general para operaciones de torneado exterior y perfilado (torneado de la cabeza del tornillo), mientras que el taladrado se lleva a cabo con brocas integrales SOLIDDRILLS con refrigeración interna, relación de profundidad de 3xD y 5xD y corte a derechas.
La operación de fresado de roscas cabe realizarla con fresas SOLIDTHREAD, con tres filos de corte cortos y desahogo entre el mango y la zona de corte, que mecanizan perfiles con excelente precisión y rendimiento. El perfil extremadamente corto ejerce bajas fuerzas de corte que evita que la fresa tenga flexión, dando como resultado roscas paralelas y de gran precisión en toda su longitud.
Finalmente las fresas de metal duro integral SOLIDMILL de 2 labios con hélice de 30º y longitud media son las recomendadas para el fresado de la cabeza para la llave.
Prótesis de Cadera
El mecanizado de los diferentes componentes de una prótesis de cadera implica complejas operaciones que requieren una elevada precisión, una calidad superficial impecable y una fiabilidad absoluta. ISCAR dispone del producto adecuado para maximizar la precisión y eficiencia de cada operación.
Cabeza Femoral
Las herramientas ISOTURN se utilizan para torneado de desbaste con mango de pequeño tamaño. Las plaquitas ISO estándar son las que más viruta extraen en aplicaciones de desbaste y acabado. Fabricadas en todas las geometrías estándar, con filos de corte rectificados de precisión y radio pequeño para piezas y delgadas y pequeñas, las plaquitas trigonales para torneado axial y cilindrado disponen de 6 filos de corte a 80º. Para el mecanizado de perfiles, Iscar dispone de complejas y muy precisas plaquitas intercambiables de ranurado y de perfiles complejos V-LOCK en una gama de entre 10 a 36 mm de ancho, fabricadas según demanda. Por otro lado, las plaquitas utilitarias rectificadas de precisión CUT-GRIP de radio pleno se utilizan para operaciones de torneado de semiacabado y perfilado de precisión donde gozan de un muy reconocido prestigio.
Taladrado. - Las brocas SUMOCHAM realizan operaciones de taladrado de desbaste con una rápida extracción de metal y sustitución económica de la punta sin puesta a punto. Integran un sistema de fijación que permite un excelente rendimiento, un mango diseñado con conductos de refrigeración helicoidales y un cuerpo estable y duradero.
Fresado. - Las fresas CHATTERFREE esta vez de 4 labios con hélice de 38º, desahogo de 3xD y paso variable para amortiguar las vibraciones, se utilizan para operaciones de fresado de semi acabado. Las plaquitas para ranurado interior CHAMGROOVE realizan el ranurado de semi acabado. Estas plaquitas son de diámetros muy pequeños, a partir de 8 mm (los otros tamaños son 11 mm y 15 mm) y disponen de refrigeración interna.
Interiores y tronzado. - Las pequeñas plaquitas ISO con portaherramientas SWISSTURN se utilizan para mandrinado de semi acabado, mientras para el tronzado se utilizan plaquitas helicoidales de doble cara DO-GRIP sin límite de profundidad de corte.
Para torneado en desbaste, se recomienda la gama de plaquitas SWISSTURN ISO standard con mangos de pequeño tamaño. También se recomienda para esta operación las plaquitas de geometría standard con filos de corte rectificados de precisión y pequeños radios de punta para mecanizar piezas pequeñas y estrechas.
La operación de torneado de semi acabado se realiza con plaquitas CUT-GRIP. Además de la amplia variedad de plaquitas utilitarias y rectificadas de precisión para uso general de la familia CUT-GRIP, también existe una vasta gama de plaquitas para aplicaciones y materiales específicos.
Protección del Acetábulo
El mecanizado de la protección del acetábulo (porción articular cóncava de la superficie de la pelvis) consta de diferentes operaciones, como mandrinado de desbaste, perfilado de acabado, escuadrado, chaflanado anterior y posterior, taladrado, fresado de roscas, torneado exterior de desbaste y ranurado exterior.
Las plaquitas de la familia HELI-GRIP de dos puntas se utilizan para el mandrinado de desbaste, ya que el diseño helicoidal permite una profundidad de corte mayor que la longitud de la plaquita. El fresado interior de acabado se lleva a cabo con fresas hemisféricas cortas de metal duro integral SOLIDMILL, de 3 labios con hélice de 30º. Las fresas SOLIDMILL de 4 labios con hélice de 38º y paso variable para evitar vibraciones se utilizan para operaciones de escuadrado de acabado, y con la fresa integral especial se lleva a cabo el chaflanado anterior y posterior que sigue a la operación de taladrado.
Las brocas de metal duro integral SOLIDDRILL de 3 a 20 mm y relación de profundidad de 3xD y 5xD se utilizan para el taladrado. Estas brocas taladran a derechas, con y sin refrigeración interna y llevan un avanzado recubrimiento TiAlN para una óptima calidad del agujero y un elevado y económico rendimiento.
El fresado de roscas se hace con fresas de metal duro integral para fresado interior de roscas ISO y disponen de refrigeración interna. Para el torneado de desbaste se utilizan plaquitas ISO estándar con portaherramientas SWISSTURN- JETCUT para alta presión de refrigerante, y el ranurado exterior se realiza con plaquitas CUT-GRIP de precisión.
Las fresas integrales mencionadas de 4 labios con hélice de 38º, paso variable eliminan las vibraciones y tienen desahogos de 3xD y las hemisféricas cortas de 3 labios con hélice de 30º se utilizan para las operaciones de fresado de acabado.
Vástago Femoral
El mecanizado del vástago femoral implica operaciones de ranurado, punteado, taladrado, fresado de chaflanes, torneado, planeado y perfilado.
Las fresas MULTI-MASTER con cabezas de metal duro integral cambiables son la mejor opción, en una gama de diámetros de 12.7 a 25 mm. Se utilizan para la operación de ranurado. Estas fresas no precisan puesta a punto, tienen conexión roscada de cambio rápido y contacto frontal y cónico para una elevada precisión y rigidez.
El punteado se propone con fresas SOLIDMILL de 4 labios con hélice de 38º, paso variable para eliminar vibraciones y desahogo de 3xD. Para el taladrado se utilizan brocas de metal duro integral SOLIDDRILL de 3 a 20 mm y con relación de profundidad de 3xD y 5xD.
El chaflanado se lleva a cabo otra vez con fresas MULTI-MASTER con cabezas de metal duro integral en una gama de diámetros de 9.1 a 20 mm. Para la operación de torneado se utilizan plaquitas con geometría ISO estándar con filos de corte rectificados de precisión y portaherramientas SWISSTURN JETCUT para alta presión de refrigerante como en general se proponen para este tipo de industria.
Las fresas hemisféricas cortas de metal duro integral SOLIDMILL, de 3 labios con hélice de 30º y una gama de diámetros de 3 a 25 mm se utilizan para perfilado, y las de 4 labios con hélice de 38º, paso variable para eliminar vibraciones y desahogo de 3xD, en una gama de diámetros de 1.6 a 8 mm se utilizan para la operación de planeado.
Placa de Fijación Ósea
El mecanizado necesario para fabricar una placa de fijación ósea incluye operaciones de fresado de desbaste y acabado, escuadrado, taladrado y fresado de roscas.
Para el fresado de desbaste se recomiendan fresas integrales FINISHRED que permiten realizar operaciones de desbaste y acabado al mismo tiempo. Se pueden aplicar condiciones de corte de desbaste con resultado de un excelente acabado superficial. Las fresas MULTI-MASTER con cabezas cónicas de metal duro integral se utilizan para fresado de acabado, pudiendo mecanizar superficies curvas inclinando la herramienta y utilizando un amplio radio de punta a poca profundidad de corte. El escuadrado se optimiza con fresas integrales CHATTERFREE, que permiten elevados índices de extracción de metal, eliminan vibraciones y reducen la duración del ciclo de mecanizado.
Para la operación final de fresado las cabezas de metal duro integral hemisféricas cortas MULTI-MASTER son las adecuadas, de 4 labios con hélice de 30º y una gama de diámetros de 5 a 25 mm, mientras que las brocas integrales SOLIDDRILL sin refrigeración interna y relación de profundidad de 4xD realizan un taladrado estable y preciso. Las fresas de metal duro integral SOLIDTHREAD con perfil de 55º o 60º se utilizan para la operación de roscado.
Calidades
Las calidades de metal duro IC900, IC907, IC806, IC908 e IC928, específicamente diseñadas para el mecanizado de aceros inoxidables y súper aleaciones, son ideales para el fresado y torneado de titanio y aleaciones con base níquel, como el Nitinol, muy común en componentes quirúrgicos. Estas calidades están disponibles para herramientas ISCAR estándar con rompevirutas positivos y con filos de corte vivos, especialmente diseñados.
El reto que supone la fabricación de piezas miniatura dentales y médicas no es pequeño, pero ISCAR ha desarrollado con éxito herramientas de corte de elevada efectividad para este sector, cumpliendo los estrictos requisitos de calidad y precisión esenciales para las aplicaciones de la industria médica. Para facilitar la comprensión de la cantidad de productos que se relacionan aconsejamos contacten con el servicio técnico de Iscar Ibérica o Portugal para el asesoramiento que precisen.
