Las articulaciones artificiales de cadera deben fabricarse con alta precisión. Principalmente en la conexión entre el vástago del fémur y la rótula de la articulación. La solución de mecanizado desarrollada en este caso se basa fundamentalmente en el uso de un eje U y un escariador de forma. Con estas (y otras) herramientas de precisión, se cumplen todas las tolerancias requeridas y, al mismo tiempo, la productividad aumenta en comparación con los métodos de fabricación convencionales.
Cuando una articulación de la cadera deteriora la calidad de vida, debido a la movilidad reducida y al dolor persistente y los métodos de tratamiento conservadores ya no ofrecen ninguna ayuda, muchas personas optan por implantarse una articulación artificial, este caso se da en Alemania más de 200.000 veces cada año. Lo esperado es una recuperación duradera. Para que el deseo se haga realidad se necesita un buen cirujano y una atención de primera clase, así como “componentes” de alta calidad.
Una prótesis de este tipo suele constar de un Vástago de fémur con Esfera femoral, una Conexión a la cadera (Cotilo) y una pieza intermedia Inserto, que asegura una articulación óptima. La conexión entre el vástago de fémur y la esfera o rótula femoral requiere de especial atención Para que las superficies de conexión cónicas encajen perfectamente entre sí, se deben fabricar con la máxima precisión y calidad superficial.
Las herramientas empleadas juegan un papel decisivo en la fabricación de estas piezas. Dirk Martin, nuestro responsable para aplicaciones del segmento médico explica: “Una articulación artificial de cadera consta de materiales que son difíciles de mecanizar y que deben mecanizarse no solo con las tolerancias precisas, sino también de la manera más económica posible.” Al fin y al cabo, una prótesis de cadera debería estar disponible para un gran número de personas y con la mayor calidad posible. “Trabajamos con gran dedicación para encontrar soluciones de herramientas adecuadas para este tipo de tareas.”
El Grupo CERATIZIT es fabricante y suministrador global en el sector del mecanizado, con una amplia gama de herramientas estándar y especiales, y un profundo conocimiento del mecanizado. “Con nuestra amplia gama de productos y la experiencia de nuestros especialistas en aplicaciones, estamos perfectamente provistos para tareas como el mecanizado de vástagos de fémur y rótulas de cadera”, enfatiza el responsable de aplicación Martin. “Con nuestra diversidad de herramientas, podemos probar diferentes enfoques para encontrar finalmente la solución óptima”.
En el caso de la articulación artificial de cadera, los requisitos del cliente son especialmente exigentes y diversos. El vástago del fémur se fabrica en Ti6Al4V y el requerimiento de la tolerancia del ángulo en la zona de cónica de conexión, es de +/- 5’. Otras tolerancias son 3 µm para la rectitud, 8 µm para la redondez y 60 µm para el diámetro. También es importante que la zona de contacto se logre en el cono y que se genere un perfil de surcos perfectamente definido.
La rótula se fabrica en una aleación de base cobalto (Co-Cr_Mo). Su agujero cónico debe mantener las mismas tolerancias de forma, ángulo y dimensión, así como la zona de contacto especificada. Sin embargo, aquí no pueden aparecer marcas, estrías o surcos durante el mecanizado. Dirk Martin añade otro factor decisivo: “Necesitamos una solución de fabricación que sea adecuada para la producción en serie. Eso significa que el proceso debe ser fiable y con el menor esfuerzo de control posible”.
Para producir el contorno exterior cónico, decidimos desbastar con una fresa de metal duro integral. El posterior desbaste y acabado se realiza mediante un sistema de eje U. “Esto significa un eje de libre programación en el centro de mecanizado”, explica Dirk Martin, “lo que permite mecanizar cualquier contorno de revolución”. Con los diferentes portaherramientas y plaquitas, se pueden realizar contornos en interiores y exteriores. Esto generalmente permite una reducción considerable de los tiempos de producción, con una calidad superficial optimizada y una precisión dimensional más alta que de forma convencional ”. Esto significa que la estructura de surcos deseada en el cono del vástago, también se puede producir en un centro de mecanizado. Con la ventaja de que todos los pasos del proceso se pueden realizar en una sola máquina. De forma convencional, se precisa de un torno y una fresadora, siendo necesario volver a amarrar y alinear la pieza, lo que significa gasto de tiempo y dinero.
Para realizar el agujero cónico de la esfera de la articulación, nuestra solución precisa de los siguientes pasos: Primero, la pieza se taladra con una broca de MDI de 180º con cuatro filos de corte. Esto genera un agujero con fondo plano. Una herramienta se encarga del agujero cónico cercano al contorno final; la EcoCut Classic taladrada y tornea, después un escariador especial de metal duro integral, asegura el contorno y una perfecta calidad superficial para un contacto ideal en tolerancia. Su posibilidad de reafilado ahorra la usuario costes adicionales de producción. Dirk Martin comenta: “En términos de precisión, también podríamos realizar el contorno interior con un eje U. Sin embargo, con la superficie extremadamente lisa que se requiere, el escariador es una mejor opción”.
Contando con todo, los contornos críticos de la articulación artificial de la cadera se producen de forma fiable y económica con nuestra solución. El requerimiento alcanzado en la zona de contacto y vástago, así como las tolerancias, están muy por debajo de los límites especificados para ambos procesos. Dirk Martin está orgulloso de este esfuerzo del equipo: “Nos ha permitido posicionarnos como proveedor para la gama completa con nuestro cliente; una reconocida empresa de tecnología médica”. Soluciones similares también son recomendadas para p.ej. articulaciones artificiales de hombro (vástago y rótula) y para articulaciones artificiales de rodilla.