Torneado en el sector médico
El sector médico es un importante negocio para las compañías por todo el mundo. Un gran número de piezas de metal forman parte de componentes y conjuntos que incluyen aparatos médicos, instrumentos quirúrgicos, implantes, prótesis, diferentes piezas (tornillos para huesos, placas, etc.), equipamiento para hospitales e implantes dentales.
En un mundo moderno en el que la higiene jamás ha sido tan importante como lo es en la actualidad, el incremento del número de piezas de un sólo uso significa montones de pedidos repetitivos para los talleres que pueden demostrar su tecnología avanzada, procesos y calidad en combinación con alta productividad y precios competitivos.
De acuerdo al especialista en herramientas de corte y sistemas de herramientas SANDVIK COROMANT, con amplia experiencia como proveedor de productos y servicios para talleres dedicados al sector médico, las operaciones de torneado representan la mayor parte (aproximadamente el 55%) de todas las piezas mecanizadas para la industria médica. Por lo general, estas piezas son complejas en sus perfiles y características, y normalmente requieren el uso de máquinas-herramientas para acabado de precisión tales como centros de torneado CNC, máquinas multi-tarea y máquinas torno-fresadoras, o máquinas Suizas automáticas de cabezal móvil.
Casi todas las piezas médicas son mecanizadas en superaleaciones termorresistentes, titanio o acero inoxidable. Por ejemplo, las prótesis de cadera son con frecuencia mecanizadas con materiales de cromo cobalto como aleaciones tipo ASTM F-75 o ASTM F-799.
A pesar de las similitudes entre los dos materiales de cromo cobalto, según SANDVIK COROMANT existen diferencias fundamentales entre las condiciones de los componentes que hay que tener en consideración en el mecanizado. Por ejemplo, las cavidades esféricas de prótesis de cadera y cabezas mecanizadas de fundición F-75 o material forjado, requieren menor cantidad de viruta arrancada, sin embargo, la presencia de una cascarilla resistente y la excentricidad presentarán desafíos específicos a la hora de tornear. Por el contrario, las mismas piezas mecanizadas en aleación tratada o F-799 o acero en barra no presentarán esa cascarilla ni serán difíciles de amarrar, pero será necesario arrancar una gran cantidad de material.
Las superaleaciones termorresistentes en este grupo de materiales (CMC 20.3) incluyen Haynes 25, Stellite 21 y Stellite 31. Debido a sus condiciones de corte exigentes, surgen varios problemas a la hora de mecanizar piezas como prótesis para cadera. La generación de altas temperaturas puede causar desgaste en entalla y vida útil de la herramienta corta cuando se mecaniza con plaquitas convencionales DNMG (para el mecanizado de cabeza externa de prótesis de cadera) y plaquitas DCMT para el mecanizado de una cavidad esférica interior. Los métodos existentes de contrarrestar tales efectos suponen una reducción de la velocidad de corte, que por lo general, no es un factor que ayude a aumentar la productividad.
Ahora, SANDVIK COROMANT ha introducido una solución mucho más productiva para el torneado de prótesis de cadera que se concentra en el despliegue de las plaquitas redondas como RCMT. La ventaja es la producción de viruta más fina, por ejemplo, en el torneado en desbaste interior de una cavidad esférica de prótesis de cadera. El efecto es la reducción del calor y del desgaste en entalla, así como el aumento considerable de la vida útil de la herramienta. Es posible también un mecanizado seguro y fiable a velocidad de corte elevada.
El resultado obtenido con las plaquitas redondas es gracias a la reducción del ángulo de posición – aprox. 46º aunque varía dependiendo del diámetro de la plaquita y de la profundidad de corte. Los efectos globales de esta reducción de dicho ángulo incluyen: menor desgaste en entalla, de forma que las calidades más duras se pueden utilizar para alcanzar altas velocidades; reducción del espesor de la viruta, ofreciendo la oportunidad de incrementar el régimen de avance. Las altas velocidades y avances significan una mayor productividad.
En una prueba realizada por SANDVIK COROMANT, una plaquita redonda R300 produjo 10 veces más de piezas mediante el torneado en desbaste interior de una cavidad esférica de prótesis de cadera fabricada de cromo cobalto, comparando con una plaquita DGCT. Referente a los datos de corte, la velocidad de corte superficial fue 70 m/min, el régimen de avance 0.1 mm/rev. y la profundidad de corte 0.5 mm. En pruebas realizadas frente a un producto equivalente de la competencia, una plaquita redonda R300 en calidad GC1030 produjo 10 cavidades esféricas para prótesis de cadera fabricadas con fundición F-75 en comparación con las 3 de la plaquita rival. La velocidad de corte fue 50 m/min, el régimen de avance 0.1 mm/rev. y la profundidad de corte 0.5 mm. Además, se redujo el tiempo de corte de 9.29 minutos por pieza a tan sólo 4.46 minutos. La combinación de una mayor vida de la herramienta y productividad optimizadas permitió reducir los costes en herramientas en una tercera parte.
SANDVIK COROMANT ofrece una gama de calidades de plaquita para todos los materiales de las piezas del sector médico. Para aleaciones de cromo cobalto utilizadas típicamente para prótesis de cadera, GC1105 es una buena calidad de uso general para plaquitas redondas. Su sustrato duro de grano fino duplica la velocidad de corte ofrecida por la calidad de la generación anterior H13A, mientras que su recubrimiento resistente y ultra fino PVD extiende su aplicación al uso con plaquitas DNMG. Sin embargo, los fabricantes buscan el incremento de la productividad en el torneado de HRSA, en este caso S05F es la solución óptima de metal duro. Su sustrato duro de grano fino con recubrimiento CVD (mejor adhesión del recubrimiento que PVD) proporciona velocidades de corte más elevadas.
Por supuesto, las prótesis de cadera son tan sólo uno de los aspectos de las soluciones en herramientas de corte de SANDVIK COROMANT para el mecanizado de piezas en la industria médica. Por ejemplo, para la producción de tornillos, existen soluciones para tornear el diámetro roscado, y para tornear el extremo frontal y trasero de la cabeza junto con el tronzado. El refrigerante con alta presión es un factor adicional que permite incrementar la productividad en el torneado de piezas para el segmento médico fabricadas de aleaciones tenaces. El sistema de refrigeración CoroTurn HP de SANDVIK COROMANT se caracteriza por su capacidad de incrementar el régimen de arranque de viruta hasta un 50 %, ya que la velocidad y el avance se pueden aumentar si se mantiene bajo control la temperatura. CoroTurn HP se caracteriza por sus boquillas paralelas situadas cerca del filo de corte, y que dirigen el refrigerante a puntos específicos de la cara de la plaquita a presiones de hasta 100 bares.
Pocas industrias están mejor protegidas de la crisis económica que la médica. Desgraciadamente, la debilidad humana establece esta demanda de servicios médicos que jamás disminuirán, y por esta razón las compañías de mecanizado para el sector médico se beneficiarán sin duda del consejo de un colaborador con experiencia en herramientas de corte.
SANDVIK COROMANT
tel. 91 6605100
www.coromant.sandvik.com