O desenvolvimento bem-sucedido de peças inovadoras e dinâmicas na indústria de componentes médicos e dentários em miniatura da atualidade apresenta um desafio formidável e igualmente dinâmico para fabricantes de ferramentas de corte.
O campo em rápido crescimento é conduzido por cirurgiões ortopédicos e profissionais odontológicos intrépidos, juntamente com empresas de implantes e parafusos médicos, que trabalham em estreita cooperação com desenvolvedores de software de concepção e fabricação assistidas por computador (CAD/CAM) e fabricantes de máquinas e ferramentas dedicadas para transformar suas invenções em peças que estão revolucionando os procedimentos médicos e dentários. Cada novo componente precisa de ferramentas e geometrias correspondentemente avançadas para criar as novas e complexas formas, e para garantir extrema precisão e superfícies consistentemente excelentes.
Os materiais utilizados para produzir parafusos e implantes médicos são superligas de titânio, embora materiais rígidos de aço inoxidável sejam utilizados quando uma razão especial de profundidade de corte para espessura de lasca é necessária. Esses materiais são gomosos e causam arestas postiças (built-up edges - BUE), que tendem a desgastar a nitidez da borda, enquanto altas temperaturas geradas durante a ruptura de apara diminuem a vida útil da ferramenta e danificam a qualidade da superfície.
A ISCAR, fabricante líder de ferramentas de corte para trabalho em metal, investiu tempo e recursos para desenvolver soluções otimizadas de maquinário para o setor médico, aplicando geometrias, ferramentas e graus únicos. Utilizando sistemas CAD/CAM para criar montagens personalizadas de ferramentas de acordo com a norma ISO 13399, a ISCAR desenvolveu ferramentas de corte para usinagem de peças médicas em miniatura - especificamente parafusos dentários e quatro componentes para implantes de substituição da articulação do quadril: cabeça femoral, protrusão acetabular, haste femoral e tábua óssea.
Parafusos Dentários
A ISCAR fornece ferramentas de corte dedicadas para cada uma das principais operações envolvidas na usinagem de parafusos dentários.
A ISCAR desenvolveu duas opções de torneamento em desbaste OD (dimensões exteriores). A ferramenta compacta SWISSCUT é projetada para tornos CNC e automáticos do tipo suíço e permite tempo de configuração reduzido e fácil indexação sem precisar remover o porta-ferramenta da máquina, enquanto as pastilhas são equipadas com defletores de lasca projetados especificamente para usinagem de peças pequenas. A segunda opção trata-se do porta-ferramentas SWISSTURN, com um mecanismo de fixação único para otimizar fixação e substituição de pastilha em máquinas do tipo suíço, e ferramentas refrigeradoras de alta pressão JETCUT. As ferramentas SWISSCUT são utilizadas para a operação de rosqueamento de tornos.
Fresas de topo CHATTERFREE são utilizadas para a etapa de fresamento de ranhura para maximizar a taxa de remoção de matéria, eliminar a vibração e reduzir o tempo de ciclo. A geometria retificada única fornece excelente vida útil de ferramenta e superfície, enquanto realiza usinagem em altas taxas de remoção de material.
Pastilhas de ranhura e corte PENTACUT realizam as operações de corte. Com 5 arestas de corte e fixação de pastilha extremamente rígida, PENTACUT é uma pastilha mais resistente para parâmetros de usinagem maiores, principalmente sobre materiais macios, corte de tubos e peças pequenas com paredes finas.
As ferramentas SWISSCUT são utilizadas na operação de torneamento em face e OD (torneamento de cabeça de parafuso), enquanto a operação de perfuração é realizada pelas brocas de metal duro SOLIDDRILL, com profundidades de perfuração 3xD e 5xD e corte à direita. As brocas possuem cavidades refrigerantes.
A operação de fresamento de rosca conta com fresas de rosca SOLIDTHREAD, cuja zona de corte curta tridentada com 3 canais e pescoço liberado entre a zona de corte e a haste permitem contornos precisos e alto desempenho. O perfil extremamente curto exerce baixa força, que minimiza a dobra de ferramentas, facilitando alta precisão de rosca e paralela por todo o contorno.
Fresas de topo SOLIDMILL de metal duro com 2 canais, comprimento médio da hélice de 30 °, realizam a operação de fresamento de cabeça principal.
Substituição de Articulação do Quadril
Operações complexas são envolvidas na usinagem de componentes para substituição de articulação de quadril, precisando de alta acurácia, qualidade de superfície prístina e confiabilidade absoluta. A ISCAR fornece produtos para cada operação maximizar sua precisão e eficiência.
Cabeça Femoral
A usinagem necessária para uma cabeça femoral envolve torneamento em desbaste ou ranhuramento em desbaste, torneamento em perfil com semiacabamento, perfuração em desbaste, fresamento com semiacabamento, torneamento interno com semiacabamento, ranhuramento interno (corte inferior), corte, torneamento em desbaste e torneamento com semiacabamento.
As ferramentas de torneamento ISOTURN podem ser utilizadas para torneamento em desbaste. As ferramentas padrão ISO desempenham a maioria da remoção de lascas da indústria em aplicações variando de acabamento a desbaste. Oferecidos em geometrias padrão, as pastilhas de torneamento trigon (semitriangulares) para torneamento axial e em face possuem seis arestas de corte angular de 80°. Para usinagem em perfil, a ISCAR fornece pastilhas detalhadas e precisas de ranhura em perfil especiais em formato V V-LOCK, para a faixa de 10 - 36 mm. Pastilhas de raio completo de precisão retificados utilitários CUT-GRIP são utilizados para realizar torneamento com semiacabamento.
Ferramentas de perfuração SUMOCHAM realizam a operação de perfuração em desbaste, oferecendo rápida remoção de metal e indexação econômica sem tempo necessário para realizar configuração. SUMOCHAM integra um sistema de fixação que permite velocidades de saída de produtividade melhorada e uma haste projetada com bicos torcidos, e um corpo durável e estável.
Fresas de topos com 4 canais CHATTERFREE são utilizados para a operação de fresamento com semiacabamento; as fresas de topo possuem hélice de 38° e inclinação variável para amortecimento de vibração com folga de pescoço de 3xD. Pastilhas de ranhura interna CHAMGROOVE são aplicados para ranhuramento com semiacabamento. As pastilhas possuem diâmetros de furo extremamente pequenos, começando em apenas 8 mm (os outros diâmetros são 11 mm e 15 mm) e resfriador interno incorporado.
Torneamento interno com semiacabamento é realizado por pastilhas ISOTURN com porta-ferramentas SWISSTURN, enquanto a operação de corte utiliza pastilhas de corte bilateral torcidos DO-GRIP, que possuem geometria torcida bilateral para não haver limitações de profundidade de corte.
Para torneamento em desbaste, é utilizada a linha de pastilhas padrão SWISSTURN ISO com tamanhos de haste pequenos. Também disponíveis para essa operação, encontram-se as pastilhas de geometria padrão com arestas de corte retificadas de precisão e raios pequenos para fabricação de peças pequenas e finas.
A operação de torneamento com semiacabamento é realizada utilizando pastilhas CUT-GRIP. Além da ampla variedade de pastilhas utilitárias e retificadas de precisão de uso geral na família CUT-GRIP, existe uma ampla linha de pastilhas para aplicações e materiais específicos.
Protrusão Acetabular
A usinagem do componente de protrusão acetabular consiste em torneamento em desbaste interno, fresamento de perfil em acabamento, ombreamento, chanfragem superior e inferior, perfuração, fresamento de rosca, torneamento em desbaste externo, e operações de ranhuramento externo.
As pastilhas com duas extremidades HELI-GRIP são utilizados para a operação de torneamento em desbaste interno, já que seu design torcido permite que eles façam ranhuras mais profundas do que o comprimento de pastilha. Fresamento em acabamento interno é realizado pelas fresas de topo de ponta esférica de metal duro curtas de hélice de 30° com 3 canais SOLIDMILL. Fresas de topo SOLIDMILL com 4 canais, hélice de 38 ° e inclinação variável para amortecimento de vibração, realizam operações de ombreamento em acabamento, bem como a fresa de topo em formato especial, que realiza operações de chanfragem superior e inferior após a etapa de perfuração.
As brocas de metal duro SOLIDDRILL com faixa de 3-20 mm e profundidades de perfuração de 3xD e 5xD são utilizadas para a operação de perfuração. Ferramentas SOLIDDRILL possuem um corte à direita com e sem bicos refrigerantes internos e revestimento avançado de TiAlN para qualidade de cavidade otimizada, confiabilidade de alto desempenho e rendimento econômico.
Fresamento de rosca é realizado pelas fresas de topo de torneamento interno de metal duro SOLIDMILL, que integram cavidades refrigerantes para perfis de torno ISO. Pastilhas padrão ISO com porta-ferramentas SWISSTURN possuem refrigerante de alta pressão JETCUT e são utilizados para torneamento em desbaste e ranhuramento externo é realizado com pastilhas de precisão CUT-GRIP.
Fresas de topo SOLIDMILL com 4 canais, hélice de 38° e inclinação variável para amortecimento de vibração com pescoços afrouxados 3xD, e fresas de topo de ponta esférica de metal duro curtas de hélice de 30° com 3 canais SOLIDMILL realizam as operações finais de fresamento.
Haste Femoral
A usinagem da haste femoral envolve operações de criação de ranhura, fresamento localizado, fresamento de chanfragem, torneamento e fresamento em face e perfil.
Fresas de topo MULTI-MASTER com cabeças de metal duro indexáveis na faixa de diâmetros de 12,7 - 25 mm são utilizadas para operação de criação de ranhura. As fresas de topo não precisam de tempo de configuração e possuem uma conexão de rosca de metal duro para mudança rápida e contato cônico e de face para alta precisão e rigidez.
Fresamento localizado é realizado por meio de fresas de topo SOLIDMILL com 4 canais, hélice de 38° e inclinação variável para amortecimento de vibração com pescoços afrouxados de 3xD. A operação de perfuração utiliza brocas de metal duro SOLIDDRILL com uma faixa de 3-20 mm e profundidades de perfuração de 3xD e 5xD.
Fresamento chanfrado é realizado utilizando fresas de topo MULTI-MASTER com cabeças de metal duro indexáveis na faixa de diâmetro de 9,1 - 20 mm. Pastilhas de geometria de padrão ISO com arestas de corte retificadas de precisão são utilizados com porta-ferramentas SWISSTURN possuindo refrigerador de alta pressão JETCUT para a operação de torneamento.
Fresas de topo de ponta esférica de metal duro curtas de hélice de 30° com 3 canais SOLIDMILL com faixa de diâmetro de 3 - 25 mm são utilizadas para a operação de fresamento em perfil, e fresas de topo de ponta esférica de metal duro curtas de hélice de 38° com 4 canais SOLIDMILL com faixa de diâmetro de 1,6 - 8 mm são utilizadas para fresamento em face.
Tábua Óssea
A usinagem necessária para fabricar uma tábua óssea envolve fresamento em desbaste e acabamento, ombreamento, perfuração e rosqueamento de fresa.
Para fresamento em desbaste, as geometrias das fresas de topo FINISHRED permitem que a ferramenta realize operações de rosqueamento e acabamento ao mesmo tempo. O resultado é a capacidade de aplicar condições de usinagem de rosqueamento ao mesmo tempo que se obtém excelente acabamento de superfície. Cabeças cônicas de metal duro intercambiáveis MULTI-MASTER são aplicadas na operação de fresamento em acabamento, onde as superfícies curvadas podem ser usinadas ao inclinar a ferramenta e aplicar um raio angular grande em pequenas profundidades de corte. Ombreamento é realizado com fresas de topo CHATTERFREE, que permitem altas taxas de remoção de material, eliminam vibração e reduzem o tempo de ciclo.
Para a etapa final de fresamento, fresas de topo de ponta esférica de metal duro curtas de hélice de 30° com 4 canais SOLIDMILL na faixa de 5-25 mm são utilizadas, enquanto brocas de metal duro SOLIDDRILL sem cavidades de refrigeração e profundidade de perfuração 4xD são utilizadas para garantir perfuração estável e acurada. Fresas de rosqueamento cônico de metal duro de perfil de 55° ou 60° SOLIDTHREAD são utilizadas para a operação de rosqueamento de fresa.
Classes
Classes especificamente projetadas para aplicações de usinagem sobre aço inoxidável e superligas, como IC900, IC907, IC806, IC908, IC328 e IC928 são ideais para fresamento e torneamento de ligas com base de titânio e níquel, como Nitinol, comumente encontrado em componentes médicos. Essas classes encontram-se disponíveis para as ferramentas padrão da ISCAR, com formadores de cavacos pontiagudos e positivos especialmente projetados.
É um desafio nada pequeno fabricar peças em miniatura para dispositivos dentários e médicos, mas a ISCAR obteve sucesso no desenvolvimento de ferramentas de corte de alta eficácia para esse campo, aderindo às rigorosas normas de qualidade e precisão essenciais para aplicações na indústria médica.
