Mayor rendimiento e información sobre la inspección de dispositivos médicos

En 2019, el ingeniero de automatización de Orchid lideró un esfuerzo para buscar tecnologías que automatizaran sus procesos de medición dimensional y calidad para disminuir el tiempo de inspección y aumentar la información. Orchid también consideró soluciones de medición en 3D con el sistema ATOS. Tras revisar los resultados de un estudio de R&R (repetibilidad y reproducibilidad) realizado con la tecnología, Orchid adquirió un escáner 3D de luz azul sin contacto que incluía ZEISS INSPECT y la aplicación VMR (Sala de Medición Virtual) para automatizar por completo la inspección final, la inspección durante el proceso y la inspección de producción.

Dado que muchos de los requisitos de los clientes de Orchid dictan qué equipos de metrología son aceptables para la inspección, la implementación de la tecnología ATOS requirió obtener la aceptación de dichos clientes.

"Quieren un calibre R&R, y quieren asegurarse de que no importa de cuántas formas diferentes se coloque la pieza en un accesorio, esa inspección encontrará la pieza de la misma forma cada vez y se correlacionará con un método de inspección CMM informatizado, que históricamente ha sido el estándar de la industria. Así que, si pudiéramos correlacionar la CMM y mostrar un buen calibre R&R, que es aproximadamente el 10 % de la tolerancia de la característica, es mucho más fácil para los clientes aceptar el proceso. Existen muchos otros sistemas de inspección, pero no son capaces de bajar hasta el 10 % de la tolerancia de las características, que es donde queremos estar", afirma Frank Sears, Ingeniero Jefe de Calidad de la planta de Orchid en Oregón. Además, ATOS mide la geometría de la superficie de campo completo mediante una avanzada tecnología de proyección de franjas de luz azul, creando así un gemelo digital de todo el producto.

Después de que la tecnología ATOS superara numerosos estudios de correlación y calibre R&R, Orchid obtuvo la aceptación de dos clientes para un total de cinco productos diferentes en los 12 primeros meses después de adquirir nuestros productos.

Sears y su equipo utilizan las funciones de programación offline y online Smart Teach de la aplicación VMR para posicionar y optimizar automáticamente el brazo robótico dentro de la ScanBox con el fin de lograr ángulos óptimos para que el sensor ATOS recopile los datos adecuados. Para avanzar aún más en su proceso, trabajaron con el equipo de expertos en automatización de ZEISS para crear una plantilla personalizada utilizando métodos de scripting para realizar escaneados 3D automatizados e inspecciones específicas para cumplir con los requisitos de los clientes de Orchid. La secuencia de comandos se procesa a través del modo Kiosk, que se comunica sin problemas con la aplicación VMR para ejecutar el escaneado por lotes de inspecciones de varias piezas. El operario coloca múltiples componentes de implantes de rodilla, una media de 24 cada vez, en una fijación dentro de la ScanBox. Al pulsar un botón, ScanBox comienza a digitalizar el lote de piezas. El software separa de forma inteligente los conjuntos de datos de malla 3D de los múltiples componentes y almacena cada uno de ellos en una carpeta específica. A continuación, el software realiza un bucle y toma cada conjunto de datos individual, aplica la plantilla de inspección de medición adecuada y genera automáticamente un informe.

Al implementar este proceso, se cumplió inmediatamente el objetivo inicial de Orchid de reducir el tiempo de inspección y aumentar la información sobre las piezas. "Antes, inspeccionábamos un producto de implante de rodilla en unos cuatro minutos por pieza, y sólo medíamos cuatro características en él con un método de medición tradicional. El cliente quería que comprobáramos muchas más características, así que añadimos muchas más características a inspeccionar de lo que haríamos normalmente y, utilizando nuestra ScanBox, seguimos ahorrando tiempo: 40 piezas tardarían tres horas en inspeccionar sólo cuatro características en cada pieza con una CMM de un punto único. Ahora tardamos entre 45 minutos y una hora para el mismo número de piezas, e inspeccionamos muchas más características", afirma Kirk Dorr, Supervisor de Control de Calidad de Orchid Orthopedic Solutions.

El equipo de Orchid también se beneficia de la interacción con los datos visuales de ZEISS INSPECT para mostrar la información de forma más clara, a la vez que dispone de la flexibilidad para hacerla tan detallada o no como sea necesario. La capacidad de procesar los datos de forma flexible para mostrar características, visualizaciones y modelos de inspección ayuda a elaborar informes de inspección que favorecen una comunicación y colaboración claras con el cliente.

"ZEISS INSPECT proporciona un mapa de superficie en 3D (mapa de color y mapa de calor) donde se puede rotar y analizar en tiempo real en el espacio de coordenadas 3D. Los mapas de colores le muestran dónde están los puntos álgidos, exactamente dónde tiene que volver a trabajar y otras áreas que pueden necesitar mejoras. Ha sido muy útil", afirma Sears.

Entre los planes de futuro de Orchid se encuentra lograr una mayor aceptación de la tecnología ScanBox por parte de sus clientes para ampliar las gamas de productos que pueden inspeccionar con esta avanzada tecnología. El ahorro de tiempo es una de las razones, pero la principal es el ahorro de dinero.

"Durante el último año y pico, hemos procesado más de 100.000 piezas de fundición utilizando nuestra ScanBox que antes se inspeccionaban con CMM. Queríamos calcular nuestro ahorro real y descubrimos que habíamos recuperado la inversión en los primeros 12 meses, y que el ahorro de dinero seguiría aumentando a medida que pasáramos más piezas de la CMM a ScanBox", afirma Sears. "Nuestro plan es seguir ahorrando dinero y agilizando las inspecciones añadiendo más productos a ScanBox. Nuestro ScanBox actual tiene una tasa de utilización del 80 % en dos turnos de ocho horas. Una segunda ScanBox nos permitirá procesar más productos por día, duplicando con el tiempo nuestro rendimiento y ahorro al trasladar más gamas de productos a ZEISS."