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Rapporto dell'utente

Tomografia a raggi X per la valutazione della " garanzia di qualità " degli impianti ossei

Misurazioni al 100% grazie all’automazione

Per poter produrre in Svizzera, a costi contenuti, sistemi di impianti ossei generici in titanio di alta qualità, Genostis punta su un massimo grado di automazione. Un importante elemento della catena di processo è un sistema di misurazione CTdispositivo di Werth, con il quale Genostis misura, con l’ausilio di robot, il 100% di tutti gli impianti.

Gli impianti ossei rappresentano una storia di successo svizzera che dura da oltre 60 anni. «In Svizzera si è dato impulso al trattamento chirurgico delle fratture ossee e si sono definiti standard validi a livello mondiale. Grazie all’industria di precisione locale sono stati sviluppati modelli di impianti che sono ancora oggi attuali», afferma Lorenzo Zoccoletti, CEO di Genostis, con sede a Burgdorf, nel Cantone di Berna. «Portiamo avanti questa tradizione con un sistema di impianti ossei generici prodotti al 100% in Svizzera con il massimo livello di qualità».

Misurazioni al 100% grazie all’automazione

Il TomoScope XS Plus 160 esegue la scansione di quattro impianti in titanio in circa dieci minuti.

In questo caso, «generico» significa che gli impianti Genostis –, ispirati ai farmaci generici dell’industria farmaceutica –, si basano su modelli ben noti che nel frattempo sono diventati di pubblico dominio. Grazie al principio generico, i costi di ricerca e sviluppo sono trascurabili. «Le nostre placche e viti si basano su progetti collaudati nel corso di decenni. Attraverso un processo di reingegnerizzazione interno, li ottimizziamo in base alle esigenze odierne per garantire un utilizzo a misura di paziente e una produzione efficiente», spiega Zoccoletti. L’amministratore delegato sottolinea che i prezzi dei suoi impianti generici sono nettamente inferiori a quelli di altri fornitori rinomati, senza dover rinunciare alla qualità. «In questo modo garantiamo la massima sicurezza possibile del prodotto e possiamo competere con i fornitori leader», afferma Zoccoletti.
Poiché la voce di costo più consistente deriva dalla produzione, i responsabili prestano particolare attenzione a garantire un’elevata efficienza in questo ambito. «Qui in Svizzera abbiamo costi salariali molto elevati», afferma Carmelo Blandini, COO di Genostis. «Per questo motivo, processi produttivi il più possibile automatizzati e l’impiego intelligente di mezzi di produzione innovativi sono per noi determinanti per il successo.»
Un elemento fondamentale della produzione è l’ metrologia. «Tutti i nostri impianti devono soddisfare i rigorosi requisiti normativi per i dispositivi medici, tra cui l’attuale Regolamento UE sui dispositivi medici MDR 2017/745», spiega Zoccoletti. «Il marchio CE è un requisito indispensabile per la commercializzazione di un impianto nell’UE. Per ottenerlo, dobbiamo fornire diverse prove che vengono verificate da un ente di certificazione.»
Oltre a misure di convalida di ampia portata, alcune operazioni di misurazione sono inevitabili, come ad esempio il controllo dei primi campioni dei singoli prodotti. Inoltre, sono necessarie misurazioni durante la produzione, che Genostis ha integrato in modo coerente e automatizzato nel processo produttivo. «Per il nostro progetto, l’ tomografia computerizzata ci è sembrata la tecnologia di misurazione più adatta», spiega Blandini. La tradizionale misurazione tattile 3Dtecnologia di misurazione a coordinate è stata scartata per diversi motivi: il tempo e i costi necessari per i dispositivi di serraggio e le misurazioni sarebbero stati enormi, inoltre i campioni da testare avrebbero dovuto essere posizionati manualmente. In questo contesto, un sistema di tomografia computerizzata industrialedispositivo offre condizioni molto migliori per raggiungere l’elevata automazione desiderata.
I responsabili di Genostis hanno optato per il Tomo Scope XS Plus 160 di Werth Messtechnik. «Conoscevamo già Werth come rinomato fornitore di metrologia, che da tempo offre sistemi di misura a coordinate per l’ tomografia computerizzata e industriale», afferma Blandini. Il Tomo Scope XS Plus 160 scelto soddisfa tutti i requisiti fondamentali per misurare in modo affidabile e rapido gli impianti Genostis. Consente la scansione di pezzi di piccole e medie dimensioni fino a circa 300 mm diametro e 450 mm di lunghezza. Un elemento fondamentale è l’ tubo di trasmissione, disponibile all’indirizzo design monoblocco, che garantisce un punto di bruciatura ridotto anche in presenza di un’elevata potenza del tubo, consentendo così di eseguire misurazioni rapide con un’elevata risoluzione.

Misurazioni al 100% grazie all’automazione

Il COO di Genostis Carmelo Blandini (a sinistra) con il responsabile vendite di Werth Detlef Ferger: «Con il supporto degli specialisti in TC di Werth abbiamo sviluppato un ampio know-how e adattato l’ misurazione o su misura ai nostri pezzi in titanio.»

tensione del tubo Consente l’ fiere e di piastre in titanio
. La tensione del tubo massima dello strumento è di 160 kV. Ciò permette di misurare anche pezzi con lunghezze di penetrazione maggiori e materiali più densi. «Dato che dobbiamo catturare le geometrie di piastre e viti in titanio, questo è stato un criterio decisionale importante», spiega Blandini. Egli sottolinea tuttavia che il tempo di ciclo richiesto per il monitoraggio dell’ produzione rappresentava una sfida, poiché è fondamentale che l’acquisizione dei pezzi avvenga in tempi brevi. Abbiamo dovuto dedicare un po’ di tempo prima di acquisire l’esperienza necessaria con il sistema CTsensore ». Genostis, infatti, voleva ad esempio eseguire la scansione dei pezzi in titanio con fissaggio multiplo. «Poiché gli oggetti da misurare si influenzano a vicenda durante la scansione misurazione, con il rischio di generare errori di immagine, i cosiddetti artefatti, abbiamo effettuato numerose prove relative al numero di pezzi e al loro posizionamento reciproco per ottenere risultati soddisfacenti», spiega Dusan Mirkovic, responsabile Produzione e Automazione. «Gli specialisti di tomografia computerizzata di Werth ci hanno fornito un sostegno attivo con le loro competenze tecniche, consentendoci di acquisire un ampio know-how e, in ultima analisi, di sviluppare strategie di misurazione su misura per i nostri prodotti.»

Misurazioni al 100% grazie all’automazione

La cella di misura di Genostis è costituita da un Tomo Scope XS Plus 160 (a destra). È prevista l’aggiunta di un secondo Tomo Scope sul lato sinistro. Il robot servirà quindi entrambi gli apparecchi TC dallo scaffale visibile in primo piano, dotato di 135 postazioni di fissaggio.

Il tempo di scansione per ogni pezzo in titanio varia da 2 a 5 minuti
Genostis è riuscita a ridurre i tempi di scansione da una media di circa 20 minuti a 2-5 minuti per ogni pezzo in titanio. «Questi valori dipendono dai prodotti, dalle loro dimensioni, dall’ risoluzione e necessaria e dalle dimensionei da rilevare», spiega il responsabile della produzione. «Nel caso di un’ misurazione, in media occorre rilevare da dieci a dodici caratteristiche geometriche critiche catturare. In quanto risultato della misurazione, il Tomo Scope XS Plus 160 mette a disposizione il volume tridimensionale completo del pezzo. L’utente può impostare la risoluzione praticamente a piacere (fino a 60 miliardi di voxel). «Il 3D-confronto obiettivo/effettivo è davvero eccellente», elogia Mirkovic. «A tal fine importiamo il modello CAD 3D e lo confrontiamo con l’ nuvola di punti a misurato in formato STL. Grazie alla rappresentazione delle deviazioni con codice colore, è possibile stabilire molto rapidamente se il pezzo rientra nella tolleranza. Se poi determiniamo anche alcune caratteristiche geometriche critiche, i cui valori vengono anch’essi registrati automaticamente nel protocollo di misura, possiamo autorizzare l’uso del dispositivo medico in pochi secondi.» Aggiunge poi un ulteriore fattore: «Per il nostro impiego nel settore della tecnologia medica è fondamentale che i risultati di misura siano affidabili e tracciabili. Werth Messtechnik lo garantisce attraverso una calibrazione conforme alle norme, anche con certificato DAKKS.»
Il Tomo Scope XS Plus 160 presenta ulteriori caratteristiche preziose per l’impiego in produzione. Ad esempio, l’ design monoblocco e tra tubo, generatore e generazione del vuoto garantisce lunghi intervalli di manutenzione e una durata teoricamente illimitata. Ciò riduce al minimo tempi di inattività e costi operativi. Uno dei punti di forza di tutti gli apparecchi TC di Werth è che la ricostruzione del volume del pezzo avviene in tempo reale parallelamente all’acquisizione delle immagini. Ciò consente rapide misurazioni durante il processo.
La programmazione, il controllo e l’analisi dell’intero processo di misurazione avvengono nel software software di misurazione Winwerth. Genostis lo utilizza non solo sul TomoScope stesso, ma anche su due postazioni di lavoro aggiuntive dedicate alla programmazione e all’analisi. «In questo modo non blocchiamo mai l’ dispositivo di misurazione con altre attività», afferma Mirkovic.

Misurazioni al 100% grazie all’automazione

Il responsabile di produzione Dusan Mirkovic durante la valutazione dei risultati di misura.

Cella di misura con un robot e un sistema di scaffalature con 135 postazioni
Grazie alla sua struttura compatta, il TomoScope XS Plus occupa poco spazio e, grazie alla sua buona accessibilità, si presta molto bene all’automazione. A tal fine, Genostis ha installato una cella di misura dotata di un robot e di un sistema di scaffalature con 135 postazioni. L’interfaccia tra il sistema di controllo della macchina di misura e quello del robot garantisce che lo sportello della macchina di misura a coordinate si apra quando il robot deve caricare o scaricare i dispositivi di fissaggio. Di conseguenza, vengono caricati anche i programmi di misura appropriati, creati da Mirkovic.
Attualmente Genostis misura soprattutto piastre e viti. Con l’ulteriore potenziamento dell’ produzione, il Tomo Scope XS Plus 160 verrà utilizzato sempre più spesso anche per la validazione e il controllo dei primi campioni. Blandini riassume: «Allo stato attuale siamo molto soddisfatti del nostro CT-sistema di misura a coordinate. La tecnologia è eccellente e l’applicazione è ormai su misura per i nostri prodotti. Otteniamo risultati di misura precisi con un’elevata riproducibilità. Sono sufficienti dispositivi di serraggio di facile realizzazione e le misurazioni sono relativamente veloci grazie al serraggio multiplo e all’ automazione e nel processo.»

Misurazioni al 100% grazie all’automazione

Un’ vantaggio e dell’ tomografia computerizzata e è la possibilità di utilizzare dispositivi semplici e realizzabili a costi contenuti con la stampa 3D.

Ulteriori informazioni:

Una start-up con esperienza
Genostis è stata fondata nel 2022, quindi è una start-up. Tuttavia, le persone che la guidano vantano decenni di esperienza nel settore della tecnologia medica lungo l’intera catena del valore, fino all’ distribuzione –, in primis il CEO Lorenzo Zoccoletti e il COO Carmelo Blandini. In precedenza hanno lavorato presso aziende leader e affermate nel settore degli impianti, che hanno contribuito a plasmare l’industria e il mercato. Non è quindi un caso che da alcuni anni i responsabili si concentrino, in qualità di start-up, sulla produzione di impianti generici, individuando in questo settore un potenziale di mercato a livello mondiale. L’attuale portafoglio di Genostis comprende 263 diverse placche in titanio e 165 viti con diametri compresi tra 2,7 e 5,0 mm.

In questo video, Werth illustra le possibilità di impiego della macchina di misura a coordinate TomoScope XS Plus con tomografia computerizzata: YouTube

Pubblicato su: Quality Engineering, numero 02/2024, autore: Wolfgang Klingauf K+K PR, titolo: «Misurazioni al 100% grazie all’automazione»

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