RBR Legflow TM device_2

Mould Tool: อุปกรณ์ช่วยชีวิตผลิตกันอย่างไร

เมื่อ toolmaker และ injection moulder ได้รับงานยากในการพัฒนาอุปกรณ์ทางการแพทย์ รวมถึงงานออกแบบและการแมชชีนนิง mould tool เหล็กที่มีความซับซ้อนด้วยส่วนประกอบถึงราว 30 ชิ้นในการผลิต ผลที่ได้ก็คือ…

Fenton Precision Engineering ได้ทำงานร่วมกับ RBR ActiveTM ผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ทำหน้าที่ลดความเสี่ยงการเกิดลิ่มเลือดอุดตันหลอดเลือดดำ (DVT) ด้วยการออกกำลังเท้าแบบง่าย ๆ ที่ทำให้การไหลเวียนของเลือดเพิ่มขึ้นถึง 11 เท่า

ด้วยอุปกรณ์ที่เรียกว่า RBR Legflow TM ฉีดขึ้นรูปจากโพลีโพรพีลีนด้วยเครื่องกด Yizumi ขนาด 120 ตัน กล่าวขวัญกันว่ามีประสิทธิภาพในทุกที่ ใช้ได้ในกรณีที่ร่างกายไม่มีการเคลื่อนไหวนาน ๆ เช่น การเดินทางทางอากาศ การทำงานในออฟฟิศ อยู่ในโรงพยาบาล หรืออาจเพียงแค่นั่งเป็นเวลานานๆ

Mould tool สำหรับเจ้า device ตัวนี้ได้รับการออกแบบใน VISI และตัดจาก P20 tool steel บนเครื่อง CNC Dugard ที่โปรแกรมด้วย Work NC – โซลูชันซอฟต์แวร์ทั้ง VISI และ Work NC มาจาก Hexagon Manufacturing Intelligence สายการผลิตซอฟต์แวร์ของ Haxagon

VISI_mould tool

 

ตอนที่ Paul Westerman กรรมการผู้จัดการของ RBR Active TM ติดต่อ Fenton ไปก็เพื่อจะถามว่า พวกเขาสามารถผลิต mould tool สำหรับแนวคิดแบบ  overmoulded  concept ได้หรือไม่ “เราเสนอว่าควรสร้างแม่พิมพ์แบบ one-piece product ดีกว่า” Richard Brown ผู้อำนวยการด้านเทคนิคของ Fenton กล่าว “ ความสามารถด้านวิศวกรรมผันกลับของ Visi เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อนำ point data จาก CMM ของเรา รวมเข้ากับข้อมูลเกี่ยวกับพื้นผิวและวัสดุ (solids) ต่างๆ เพื่อการทำงานร่วมกันอย่างราบรื่น”

ส่วนของผนังด้านบนของโครงสร้างโดมสองชิ้นบนผลิตภัณฑ์ ซึ่งมีปุ่มเล็กๆ  38 จุดจะต้องบางเพื่อให้เกิดความยืดหยุ่น

“แต่ข้อจำกัดก็คือ เราจะรู้ได้อย่างไรว่ามันควรจะบางแค่ไหน แล้วเราก็พบความหนาที่เหมาะสมผ่านซอฟแวร์ Visi Flow Lite ซึ่งจำลองขั้นตอนการ filling ของกระบวนการฉีดขึ้นรูปออกมา Martin Edwards วิศวกรออกแบบ ได้กำหนดเกณฑ์การขึ้นรูปตั้งแต่แรกเริ่มไว้ทั้งหมด รวมถึงตำแหน่ง gating เพื่อให้ได้ filling ที่สมดุลกันของ cavity ภายใต้สภาวะการผลิตที่เหมาะสม

RBR Legflow TM device

Tool construction

“เมื่อลงตัวแล้ว เราก็มี 3D prints ของผลิตภัณฑ์ที่สร้างขึ้นมา หลังจากการเปลี่ยนแปลงอีกเล็กน้อยในขั้นตอนการออกแบบ Paul Westerman ก็เซ็นอนุมัติ จากนั้นเราก็ได้เริ่มการสร้าง tool ที่ต้องใช้งานโดยใช้ Visi Mold พร้อมด้วย built-in แคตตาล็อก จาก Meusburger สำหรับ native parts” Richard Brown กล่าวว่า เนื่องจาก radius shape CAD room จึงตัดสินใจว่า ควรใช้ wire eroder ในการสร้างรู สำหรับ ejector pins แปดตัว หลังจากที่เครื่อง Dugard จัดการกับ main surface เรียบร้อยแล้ว  toolpath ทั้งสองชุดนี้ถูกสร้างขึ้นในซอฟต์แวร์ Work NC

เขาอธิบาย mould tool ว่าเป็น “straight open and close,” ด้วย cavity plates, support plates และ back plates ประกอบขึ้นจากส่วนประกอบต่าง ๆ ประมาณ 30 ชิ้น “ หนึ่งในความท้าทายด้านการออกแบบก็คือ การทำให้แน่ใจว่า no side actions หรือ lifter”

การผลิตเครื่องมือจนสำเร็จสมบูรณ์ใช้เวลาประมาณ 6 สัปดาห์ แกนและ cavity ถูกแมชชีนนิ่งผ่านซอฟต์แวร์ Work NC โดยแต่ละ plate ใช้เวลาประมาณ 25 ชั่วโมงและอีก 20 ชั่วโมงสำหรับการสร้าง “มันเป็นรูปแบบที่ค่อนข้างซับซ้อน ต้องใช้หัวกัด (cutters) โซลิดคาร์ไบด์ขนาดเล็กจำนวนมากจากซัพพลายเออร์หลากหลายเจ้า นอกจากนี้เรายังใช้ shrink fit tooling เพื่อความแม่นยำมากยิ่งขึ้น สร้างสมดุลให้กับ chip loads คุณภาพความละเอียดของพื้นผิวดีขึ้น รวมทั้งเพิ่มอัตราความเร็วและการป้อนชิ้นงาน” ด้วยความสามารถของซอฟต์แวร์ Work NC ในการผลิตพื้นผิวคุณภาพความละเอียดสูงทำให้แทบไม่ต้องขัดพื้นผิวเพิ่มเติมแต่อย่างใด

RBR Legflow TM device_2
The goal was to create a device to help people with long periods of inactivity. (Source: Visi)

ตามคำแนะนำของ Fenton มีการเพิ่ม  Steritouch ยาต้านจุลชีพแบบมาสเตอร์แบทช์เข้าไปเพื่อปกป้องผลิตภัณฑ์จากแบคทีเรีย ไบโอฟิล์ม เชื้อรา ตลอดอายุการใช้งานด้วย

การใช้ฟังก์ชั่นการทำงานหลากหลายทั้งใน Visi และ Work NC รวมกันก็เพื่อให้แน่ใจว่า โครงการเสร็จสมบูรณ์ เขากล่าวว่า Visi โมลด์แพคเกจและ built-in catalogues จากซัพพลายเออร์ mould tool หลากหลายเจ้า เช่น Meusburger และ Hasco ก็มีความสำคัญในขั้นตอนการออกแบบ ในส่วนของงานพื้นผิวความละเอียดสูงของ Work NC และความสามารถในการตั้งโปรแกรมใบมีดขนาดเล็กด้วยความแม่นยำ ไร้ที่ติ และ toolpaths ก็มีความสำคัญต่อการผลิตไม่น้อย

*วิศวกรรมผันกลับ (Reverse engineering) หรือ วิศวกรรมย้อนกลับ คือ กระบวนการค้นหาโครงสร้าง ฟังก์ชันการทำงานของอุปกรณ์หรือระบบหนึ่ง ๆ มักเกี่ยวข้องกับการแยกชิ้นส่วนของอุปกรณ์ออกจากกัน แล้ววิเคราะห์การทำงานในแต่ละส่วน จากนั้นจึงนำมาสร้างอุปกรณ์ใหม่หรือโปรแกรมใหม่ ที่ทำงานได้เหมือนเดิม โดยปราศจากการคัดลอกจากต้นแบบ (wikipedia)

 

อ้างอิง:

https://www.etmm-online.com/visi-optimises-flow-for-life-saving-medical-device-a-884388/

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •