PECM consome metais duros

Nov 16, 2023

Menos estresse, maior confiabilidade na fabricação médica

Quando a Koninklijke Philips NV precisou de uma ponta fina em seus barbeadores elétricos Norelco vendidos nos Estados Unidos, os engenheiros da empresa holandesa ajustaram a usinagem eletroquímica (ECM) para obter a qualidade e a confiabilidade de que precisavam. O processo modificado desenvolvido pelos engenheiros da Philips agora é usado em muitos setores fora dos cuidados pessoais, incluindo a fabricação médica.

"Eles estavam passando por muitas perfurações para produzir essa ponta", disse Scott Kowalski, que trabalha com dois dos engenheiros na patente da Philips em seu cargo de presidente da RM Group Holdings LLC em Ridgefield, NJ "Eles levaram ECM, que é apenas uma tecnologia DC (corrente contínua) padrão, e eles introduziram um pulso variável e uma oscilação que não apenas removeria a borda, mas também criaria o perfil."

Tanto o ECM quanto sua forma modificada - usinagem eletroquímica de precisão (PECM) - são usinados por meio de um processo eletroquímico. As tecnologias são usadas para propósitos diferentes e produzem resultados significativamente diferentes.

"O ECM está corrigindo um problema", disse Kowalski. "Há uma rebarba, há uma borda, há algo ali que o cliente não queria ou esperava. PECM é mais valor agregado. Estamos introduzindo formas, perfis, geometrias", acrescentou, observando que o ECM foi introduzido há cerca de 50 anos. atrás, enquanto o PECM industrializado existe há apenas cerca de 10 anos.

A ECM Technologies, Leeuwarden, Holanda, descreveu o PECM desta forma: "Durante o processo PECM, o metal é dissolvido de uma peça de trabalho com corrente contínua a uma taxa controlada em uma célula eletrolítica. A peça de trabalho serve como ânodo e é separada por uma lacuna (que pode ser tão pequeno quanto 10µ) da ferramenta, que serve como cátodo. O eletrólito é bombeado sob pressão através da lacuna entre os eletrodos, removendo assim o metal dissolvido da peça de trabalho. À medida que a ferramenta de eletrodo se move em direção à peça de trabalho para manter uma folga constante, a peça de trabalho é usinada na forma complementar da ferramenta."

O PECM é ideal para manusear materiais difíceis de usinar e geometrias complexas usadas em peças médicas modernas, e produz os acabamentos superficiais finos que a indústria exige para uso higiênico, de acordo com a Philips.

As ligas resistentes e as superfícies superacabadas são ótimas para implantes médicos por causa da esterilidade, bem como por sua biocompatibilidade. O titânio de níquel, também conhecido como nitinol, é uma ótima liga para alguns implantes de fixação óssea, mas seria perigoso se o níquel interno entrasse na corrente sanguínea. Os fabricantes de implantes querem superfícies superacabadas para mitigar esse risco; acabamentos mais ásperos corroem e lascam mais facilmente, o que pode ser extremamente perigoso para um paciente.

"Há uma série de aplicações disponíveis para vários implantes e componentes de ferramentas cirúrgicas", disse Don Risko, proprietário da DGR Consulting LLC, Jamestown, Pa. "Um grande problema agora parece ser os grampeadores."

A capacidade do PECM não é amplamente conhecida, em parte devido aos segredos de fabricação bem guardados nas indústrias médica e outras, de acordo com Risko, que trabalha com ECM há quase 40 anos. Isso "sufocou" um pouco a tecnologia PECM, disse ele, citando várias instâncias de empresas que desenvolveram recursos para clientes que proibiram a divulgação, impedindo, portanto, referências a eles em futuros discursos de vendas.

No entanto, o uso de PECM tem crescido na fabricação médica.

"Como são peças pequenas com estresse (durante o uso), elas tendem a ser feitas de materiais mais duros, de maior resistência", explicou Bruce Dworak, presidente da Hobson & Motzer Inc., Durham, Connecticut. fabricante de componentes de metal de precisão que há muito tempo fornece o mercado de dispositivos médicos, a empresa trabalhou com a evolução da tecnologia de grampeamento e as demandas impostas aos componentes do dispositivo.

"E esses materiais de maior resistência, o processamento deles, pode se prestar ao PECM", disse Kowalski. "Normalmente, obtemos os materiais de que outros fabricantes (de máquinas-ferramenta) não gostam."