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Case Studies

医用植入体制造和控制

医用植入体, 医疗设备, 微制造业, 案例研究, 激光
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Anthogyr 是一家法国公司,成立于 1947年,公司致力于设计、制造和经销全套植入体和器械,帮助专业人员治疗了全球数百万名患者。它的主要市场是医疗设备的机械加工和组装,包括在洁净室中进行去污染和包装,以提供绝对的清洁度和污染控制。 

3D 光学轮廓仪 S neox 使加工专家能够识别出导致缺陷的刀具,以及在批量生产过程中跟踪其磨损情况,从而控制制造过程并改善其结果

医用植入体的制造过程需要非常高水平的质量控制,尤其是当零部件将被长期植入脊柱区域时(如图 1 所示)。检查过的零件呈现出来源不明确的不均匀标记,只有在最终目视检查中才会被发现。目视检查的可接受性标准通常依赖于人眼的解读,并且在客户规格中缺乏充分的描述,而这可能导致零件合规性方面发生冲突。

如果造成缺陷的因素中涉及到机械加工,则可以定期进行粗糙度分析,以帮助评估标记。但是,接触式触针 2D 轮廓仪在这种复杂的成品钛零件上留下的标记会造成不易被接受的缺陷。因此,我们选择了非接触式光学表面轮廓仪检查来识别缺陷来源,测量旨在避免这种缺陷的制造变更的效率,并为不合格品设定定量阈值。

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图 1.医用植入体(左)顶视图。放大显示缺陷 (“条纹”) 的区域

在研究了每种技术的最佳采集设置之后,我们发现连续共聚焦模式(放大 20 倍)和 3 个视场的扩展测量是最适合该研究的设置。

图 2 显示了两个形貌图,一个具有缺陷(不合规),另一个没有缺陷(合规)。第一个形貌图显示很少的垂直“条纹”,这在合规表面中并不明显。

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图 2.不合规表面形貌(顶部)顶视图和合规表面形貌(底部)。

图 3 显示提取自两个形貌图的 2D 轮廓。可以看出,不合规形貌显示出强烈的波度分量,这在合规表面中并不明显。重复测量并使用 SensoMAP 软件进行彻底分析,以识别与视觉检查结果相关的最可靠参数;还可以使用 SensoMAP 从 Abbot-Firestone 曲线轻松计算出区域材料比例及其逆数等参数(图 4)。

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图 3.不合规 2D 轮廓(顶部)顶视图和合规 2D 轮廓(底部)。红线代表合规性的任意阈值
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图 4.在不合规(左)和合规表面(右)中,Abbot-Firestone 曲线以红色显示。它是表面轮廓高度的累积概率密度函数,可以通过积分轮廓轨迹来进行计算

3D 光学轮廓仪 S neox 使加工专家能够识别出导致缺陷的刀具,以及在批量生产过程中跟踪其磨损情况,从而控制制造过程并改善其结果特别是,共聚焦技术已被证明是定性和定量研究表面缺陷的有效技术。

对合规和不合规零件的扩展分析显示,常见的表面参数(如 Sa 或 Sz)不足以准确地捕捉外观缺陷。功能参数被认定是最可靠的标准,让控制器能够在需要时毫无疑虑地区分不合规零件。

此外,进一步的研究可能会考虑使用更先进的工具,例如 S neox Five Axis,该工具可以对植入体的完整形状进行 3D 重建,这对于进一步研究中的磨损分析、CAD 比较和/或质量控制可能有所助益。

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