Control de calidad de los implantes de fabricación aditiva
ZEISS MEDICAL INDUSTRY SOLUTIONS

Control de calidad de los implantes de fabricación aditiva

Del polvo a las piezas terminadas de fabricación aditiva

Copa de cadera impresa en 3D inspeccionada de forma no destructiva con Rayos X para detectar la presencia de huecos, grietas y cualquier otro problema

La fabricación aditiva ofrece un gran potencial para una amplia variedad de dispositivos médicos personalizables: Desde implantes de cadera y rodilla hasta implantes de columna vertebral, pasando por componentes traumatológicos y productos específicos para el paciente (PSP). Para producir piezas médicas de fabricación aditiva precisas, reproducibles y conformes con la FDA, deben cumplirse estrictos requisitos de control de calidad.

Las soluciones para la industria médica de ZEISS se centran en establecer procesos seguros y estables con una integridad de datos holística. Nuestro catálogo de soluciones de hardware y software inspira un círculo virtuoso en el que el afán por cumplir las normas de la industria médica impulsa su control de calidad de forma eficaz y eficiente hacia nuevos niveles.

Proceso de fabricación de nivel superior

La fabricación aditiva capa a capa permite personalizar los implantes ortopédicos, pero se necesitan procesos de control de calidad adecuados para gestionar los nuevos pasos que conlleva. Los fabricantes deben comprobar todos los pasos para evitar defectos, y las soluciones de ZEISS se centran en la detección temprana de defectos para ahorrar tiempo y dinero. Trabajamos con los clientes desde las pruebas de viabilidad hasta la inspección no destructiva, manteniéndonos al día de la evolución de la tecnología y dándoles confianza para apostar por la fabricación aditiva de forma económica.

Barreras y soluciones de calidad

Del polvo a la pieza médica final de fabricación aditiva: barreras y soluciones de calidad
  • La distribución del tamaño de las partículas y la composición química del material en polvo para dispositivos médicos impresos en 3D deben controlarse con precisión, ya que influyen en la capacidad de dispersión y la formación de defectos
    Estación de calidad 1:

    Caracterización de polvos y materiales

    Análisis de la materia prima

    Desafíos

    • La distribución del tamaño de las partículas y la composición química del material deben controlarse con precisión, ya que influyen en la capacidad de esparcimiento y la formación de defectos

    Su ventaja con ZEISS

    • Captura de muestras de gran tamaño con análisis de partículas de polvo mediante microscopía óptica para garantizar una calidad constante de la materia prima, por ejemplo, mediante la detección temprana de fluctuaciones en el tamaño o la forma de las partículas de polvo
    • Las mediciones EDX automatizadas revelan la composición química de los materiales mediante análisis de microscopía electrónica
    • Evaluación mediante software 3D de partículas de polvo tras su inspección con microscopía de rayos X
    • Mejora del seguimiento de las estrategias de reciclado y reutilización de materiales
  • WMapa de colores en la copa de la cadera fabricada aditivamente para detectar la deformación de las piezas funcionales debido a las diferentes velocidades de enfriamiento dentro de la construcción
    Estación de calidad 2:

    Tratamiento térmico posterior a la impresión y retirada de piezas

    Análisis tras la impresión

    Desafíos

    • Los procesamientos posteriores garantizan la precisión dimensional y las propiedades óptimas del material. El tratamiento térmico tras la impresión alivia las tensiones, y algunas piezas vuelven a tratarse térmicamente para corregir los cambios en la microestructura.
    • Deformación de las piezas funcionales debido a las diferentes velocidades de enfriamiento dentro de la construcción
    • Necesidad de compensar la construcción y/o el tratamiento térmico con herramientas de ingeniería inversa

    Sus ventajas con ZEISS

    • La CMM o los escáneres ópticos 3D verifican el cumplimiento normativo de las tolerancias de las piezas tras la impresión y ayudan a comprender cómo el tratamiento térmico afecta a los cambios de microestructura y cómo estos procesos influyen en la precisión final
    • Un software específico utiliza la compensación de modelos para garantizar el cumplimiento de las tolerancias.
  • Es posible realizar escaneados volumétricos de piezas en copas de cadera de fabricación aditiva con sistemas de CT industriales y microscopios de rayos X
    Estación de calidad 3:

    Inspección de defectos internos y estructurales

    Integridad estructural de la pieza

    Desafíos

    • La pieza impresa debe inspeccionarse para detectar la presencia de huecos, grietas y cualquier otro problema que afecte a la estructura interna.

    Sus ventajas con ZEISS

    • Las soluciones de microscopía óptica se utilizan para evaluar las características del baño de soldadura con impacto directo en las propiedades mecánicas 
    • Las exploraciones volumétricas de piezas pueden realizarse con sistemas de CT industriales y microscopios de rayos X
  • Inspección de la calidad del material tras la impresión de implantes de fabricación aditiva
    Estación de calidad 4:

    Inspección de calidad del material posterior a la impresión

    Análisis antes del procesamiento final

    Desafíos

    • Los parámetros de procesamiento tienen una gran influencia en la estructura del grano de las aleaciones médicas y, por lo tanto, en las propiedades de las piezas
    • El desplazamiento 3D y las deformaciones superficiales deben analizarse mientras el implante está bajo carga de trabajo

    Sus ventajas con ZEISS

    • Analizar la superficie grabada con microscopía óptica para revelar la microestructura
    • La difracción de electrones retrodispersados (EBSD) en un microscopio electrónico y el contraste de difracción en laboratorio (LabDCT) con microscopía de rayos X permiten manejar los tipos y orientaciones de grano en 2D y 3D respectivamente.
    • La espectroscopia de energía dispersiva de rayos X (EDX) detecta fases intermetálicas y segregaciones. 
    • Los sistemas de cámaras ARAMIS 3D facilitan la comprensión de los desplazamientos 3D, las deformaciones 3D y las deformaciones superficiales
  • Control dimensional de geometrías externas 3D muy complejas y estructuras/características internas de implantes de cadera de fabricación aditiva
    Estación de calidad 5:

    Inspección dimensional e inspección de la calidad superficial

    Análisis final para la cualificación

    Desafíos

    • Control dimensional de geometrías externas 3D y estructuras/características internas muy complejas
    • Las comprobaciones topográficas sin contacto deben realizarse en superficies interiores complejas ocultas

    Sus ventajas con ZEISS

    • La CMM realiza mediciones rápidas y precisas de las piezas, mientras el TAC industrial mide simultáneamente las características interiores y exteriores.
    • Los requisitos complejos relativos a las superficies externas pueden tratarse con soluciones de microscopía óptica y electrónica. Los sistemas de CT industriales atienden a superficies internas ocultas.
  • Se recopilan datos de toda la cadena de procesos de los dispositivos médicos de fabricación aditiva para su rápido análisis y visualización
    Estación de calidad 6:

    Estadísticas y análisis de datos de producción

    Estabilidad del proceso

    Desafíos

    • Los datos se recopilan de toda la cadena de procesos para su rápido análisis y visualización

    Sus ventajas con ZEISS

    • El software de ZEISS permite la recolección centralizada de datos y el cálculo de métricas
    • ZEISS ZEN Data Storage permite la gestión centralizada de datos, informes y mucho más para microscopía óptica y electrónica. El módulo GxP garantiza la trazabilidad de los análisis para el cumplimiento de la normativa y de los requisitos de certificación
    • La infraestructura arivis Cloud de ZEISS facilita la colaboración y el acceso a herramientas de análisis de imágenes de IA.

Descargar folleto

  • ZEISS Medical Industry Solutions Brochure Additive Manufacturing EN

    3 MB


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