Control 100% automático de implantes mediante robótica integrada en TomoScope XS Plus

Conozca cómo Genostis ha optimizado su máquina de medición TomoScope XS Plus con robotización y un almacén de bandejas para preparar lotes de piezas para su inspección. Una vez instalada la configuración del almacén, la máquina puede realizar hasta 24 horas de inspección ininterrumpida y totalmente automática. La configuración del almacén y el robot se diseñó desde el principio para poder alimentar dos máquinas situadas frente a frente.

Eche un vistazo a un ciclo de medición:

Tomografía de rayos X para el control de calidad de implantes óseos, medición al 100% gracias a la automatización

Para poder producir en Suiza sistemas genéricos de implantes óseos de titanio de alta calidad y rentables, Genostis ha optado por el máximo nivel de automatización posible. Uno de los elementos clave de la cadena de procesos es un tomógrafo del fabricante Werth, que Genostis utiliza para medir el 100% de todos los implantes, con la ayuda de un robot.

Los implantes óseos son un éxito suizo desde hace más de 60 años. «Suiza ha hecho avanzar el tratamiento quirúrgico de las fracturas óseas y ha establecido normas que se aplican en todo el mundo. La industria de precisión local permitió desarrollar diseños de implantes que siguen siendo válidos hoy en día», explica Lorenzo Zoccoletti, CEO de Genostis, con sede en Burgdorf, en el cantón de Berna. «Continuamos esta tradición con un sistema genérico de implantes óseos de fabricación 100% suiza y de la máxima calidad». Genérico en este caso significa que los implantes Genostis -inspirados en los genéricos de la industria farmacéutica- se basan en construcciones bien conocidas que ahora están libres de patentes. Gracias al principio genérico, los costes de investigación y desarrollo son insignificantes. «Nuestras placas y tornillos se basan en diseños probados desde hace décadas. En el marco de un proceso interno de reingeniería, los estamos optimizando en función de las necesidades actuales, con los objetivos de un uso fácil para el paciente y una fabricación eficiente», explica Zoccoletti.

El director señala que los precios de sus implantes genéricos son significativamente inferiores a los de otros proveedores conocidos, sin tener que hacer concesiones en materia de calidad. «De este modo, podemos garantizar la mayor seguridad posible del producto y competir con los grandes proveedores», añade Zoccoletti. Como el mayor factor de coste está en la producción, los responsables se ocupan de garantizar un alto nivel de eficiencia. «Aquí, en Suiza, tenemos unos costes laborales muy elevados», explica Carmelo Blandini, COO de Genostis.

«En Suiza tenemos unos costes laborales muy elevados. Por eso los procesos de producción altamente automatizados y el uso inteligente de recursos de producción innovadores son cruciales para nuestro éxito».
Carmelo Blandini, Genostis.

Carmelo Blandini (izquierda), COO dee Genostis, con Detlef Ferger, Director de Ventas de Werth: «Con la ayuda de los especialistas en CT de Werth, hemos desarrollado amplios conocimientos técnicos y hemos adaptado la medición a nuestras piezas de titanio».

«Por eso creemos que unos procesos de producción altamente automatizados y el uso inteligente de recursos de producción innovadores son cruciales para nuestro éxito». Uno de los elementos clave de la producción es la tecnología de medición. «Todos nuestros implantes tienen que cumplir estrictos requisitos legales para productos sanitarios, incluido el actual Reglamento Europeo de Productos Sanitarios MDR 2017/745», explica Zoccoletti. «El marcado CE es un requisito previo para comercializar un implante en la UE. Para obtenerlo, hay que aportar diversas pruebas que verifica una empresa de certificación». Además de amplias medidas de validación, son esenciales ciertas tareas de medición, como la verificación de las muestras iniciales de los distintos productos.

El TomoScope XS Plus 160 escanea cuatro implantes de titanio en unos diez minutos.

Además, se requieren mediciones durante el proceso de fabricación, que Genostis ha integrado sistemáticamente en el proceso de producción de forma automatizada. «La tomografía computerizada nos pareció la tecnología de medición más adecuada para nuestro concepto», explica Blandini. Según Blandini, la técnica tradicional de medición de coordenadas 3D por contacto se descartó por varias razones: el tiempo y el coste de los equipos necesarios para recoger y medir las piezas son enormes, y las piezas que hay que inspeccionar tienen que colocarse manualmente. Un tomógrafo industrial ofrece condiciones mucho mejores para alcanzar el alto nivel de automatización deseado. Genostis optó por el TomoScope XS Plus 160 de Werth Messtechnik. «Conocíamos a Werth como proveedor de renombre de tecnología de medición, que lleva mucho tiempo ofreciendo sistemas de medición de coordenadas para tomografía industrial CT», explica Blandini. El TomoScope XS Plus 160 seleccionado cumple todos los requisitos básicos para medir implantes Genostis de forma fiable y rápida. Puede escanear piezas pequeñas y medianas, de hasta unos 300 mm de diámetro y 450 mm de longitud. Uno de los elementos clave es el tubo de transmisión con su diseño monobloque, que produce un punto focal pequeño incluso a alta potencia del tubo, lo que permite realizar mediciones rápidas con alta resolución.

La tensión del tubo permite medir las placas de titanio

La tensión máxima del tubo del equipo es de 160 kV. Esto permite medir piezas con longitudes de penetración más largas y materiales más densos. «Como necesitamos captar las geometrías de placas y tornillos de titanio, éste fue un criterio de decisión importante», explica Blandini. Pero también señala que el tiempo de ciclo necesario para supervisar la fabricación era un reto, ya que es importante disponer de tiempos cortos para la captura de piezas. «Tuvimos que invertir cierto tiempo antes de adquirir la experiencia adecuada con el sensor CT». Por ejemplo, Genostis quería escanear piezas de titanio en varias posiciones. «Como los objetos a medir se afectan mutuamente durante la medición, y esto puede dar lugar a errores de imagen, conocidos como artefactos, realizamos numerosas pruebas sobre el número de piezas y su posicionamiento en relación con las demás para obtener buenos resultados», explica Dusan Mirkovic, Jefe de Producción y Automatización. «Los especialistas en CT de Werth nos apoyaron eficazmente con sus conocimientos, lo que nos permitió desarrollar un gran know-how y, en última instancia, estrategias de medición perfectamente adaptadas a nuestros productos».

La celda de medición Genostis consta de un TomoScope XS Plus 160 (derecha). Hay que añadir un segundo TomoScope en el lado izquierdo. El robot controla entonces ambas máquinas desde la estantería visible en la parte delantera, con sus 135 ranuras de preparación.

El tiempo de «escaneado » por pieza de titanio oscila entre 2 y 5 minutos.

Genostis ha conseguido reducir los tiempos de escaneado de una media de unos 20 minutos a entre 2 y 5 minutos por pieza de titanio. «Estos valores dependen de los productos, de su tamaño, de la resolución requerida y de las dimensiones que hay que capturar», explica el jefe de producción. Por término medio, es necesario capturar entre diez y doce propiedades geométricas críticas durante una medición. Como resultado de la medición, el TomoScope XS Plus 160 proporciona el volumen tridimensional completo de la pieza. El usuario puede ajustar la resolución casi a voluntad (hasta 60.000 millones de vóxeles). «La comparación 3D teórica/real es muy buena», afirma Mirkovic. «Para ello, leemos el modelo CAD 3D y lo comparamos con la nube de puntos medida en formato STL. Gracias a la representación codificada por colores de las desviaciones, podemos determinar muy rápidamente si la pieza está dentro de la tolerancia. Si a continuación determinamos algunas propiedades geométricas críticas, cuyos valores también se registran automáticamente en el protocolo de medición, podemos autorizar el uso del producto médico en cuestión de segundos». Y añade otro factor: «Lo importante para nuestro uso en tecnología médica es que los resultados de medición sean fiables y trazables. Werth Messtechnik lo garantiza mediante una calibración conforme a las normas, que también incluye un certificado acreditado DAkkS».

Otras características del TomoScope XS Plus 160 son inestimables para el uso en producción. Por ejemplo, el diseño monobloque del tubo, el generador y la bomba de vacío permite largos intervalos de mantenimiento y una vida útil teóricamente ilimitada. Esto minimiza los tiempos de inactividad y los costes de funcionamiento. Uno de los puntos fuertes de todos los TomoScopes de Werth es que el volumen de la pieza se reconstruye en tiempo real, al mismo tiempo que se adquiere la imagen. Esto permite realizar mediciones rápidas durante todo el proceso. Todo el proceso de medición se programa, controla y evalúa mediante el software de medición WinWerth. Genostis lo utiliza no sólo en el propio TomoScope, sino también en dos estaciones de trabajo adicionales para la programación y la evaluación. «De este modo, nunca ocupamos el dispositivo de medición con otras tareas», explica Mirkovic.

El director de producción, Dusan Mirkovic, evalúando los resultados de las mediciones.

Celda de medición con robot y estantería de 135 puestos

Gracias a su diseño compacto, el TomoScope XS Plus ocupa muy poco espacio y, con su buena accesibilidad, es muy fácil de automatizar. Genostis ha instalado una celda de medición con un robot y un sistema de estanterías con 135 puestos. La interfaz entre el sistema de control del equipo de medición y el del robot permite regular la apertura de la puerta de la máquina de medición de coordenadas cuando el robot quiere introducir o retirar los porta piezas. Los programas de medición adecuados, creados por Mirkovic, también se introducen en consecuencia. Por el momento, Genostis mide principalmente placas y tornillos. Una vez desarrollada la producción, el TomoScope XS Plus 160 se utilizará cada vez más para validar y comprobar las primeras muestras. Blandini resume: «Hoy estamos muy satisfechos con nuestro sistema de medición por tomografía tridimensional. La tecnología es estupenda y la aplicación se adapta ahora a nuestros productos. Estamos obteniendo resultados de medición precisos con un alto grado de reproducibilidad. Las mediciones son relativamente rápidas gracias al posicionamiento múltiple y a la automatización del proceso».

«Con el TomoScope XS Plus 160, podemos obtener resultados de medición precisos con un alto grado de reproducibilidad. Todo lo que se necesita es un utillaje sencillo de fabricar, y las mediciones son relativamente rápidas gracias al posicionamiento múltiple y a la automatización del proceso»,
Carmelo Blandini, Genostis.

Una de las ventajas de la tomografía computarizada es que permite utilizar utillajes sencillos y poco costosos de fabricar mediante impresión 3D.

UNA START-UP CON EXPERIENCIA

Genostis se fundó en 2022, por lo que es una start-up. Sin embargo, sus artífices tienen décadas de experiencia en tecnología médica, desde la cadena de valor hasta la distribución, en particular Lorenzo Zoccoletti, CEO, y Carmelo Blandini, COO. Anteriormente trabajaron para fabricantes de implantes líderes y consolidados que contribuyeron a dar forma al sector y al mercado. Por tanto, no es casualidad que lleven varios años centrados en la fabricación de implantes genéricos como start-up, y que vean un potencial de mercado global. La cartera actual de Genostis comprende 263 placas de titanio diferentes y 165 tornillos de diámetros comprendidos entre 2,7 y 5,0 mm.

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