Estampagem ou usinagem: o que você escolhe para seus dispositivos de metal?

Dafne Allen | 30 de março de 2018

Você está desenvolvendo um dispositivo médico de metal e equilibrando um orçamento, prazos, considerações de design e muito mais. Qual processo você escolhe - estampagem ou usinagem?MD+DI pediu ao veterano da fabricação de metais Steve Santoro, vice-presidente executivo da MICRO, para comparar os dois processos, bem como olhar para o futuro na fabricação de metais. Santoro está na MICRO desde 2002 e trabalhou na indústria de manufatura terceirizada durante toda a sua carreira.

MD+DI: Quais são as diferenças básicas entre estampagem e usinagem quando se trata de dispositivos médicos?

Santoro: O principal determinante ao considerar estampagem versus usinagem tem a ver com o ajuste, forma e função de um componente, juntamente com a geometria da peça e o material usado. Se um dispositivo médico for projetado para um número indefinido de usos, a usinagem funciona melhor, pois produz peças complexas que oferecem durabilidade. Para produtos que devem ser usados ​​apenas uma vez, a estampagem é uma abordagem melhor, pois pode produzir peças de precisão que tendem a ser menos duráveis.

O volume também pode ser um fator significativo no processo de tomada de decisão. Quando são necessários vários milhões de componentes por semana, como clipes de ligadura, isso pode ser facilmente obtido com a estampagem. Para usinar tais quantidades podem ser necessários 100 centros de usinagem. Assim, dimensionar a este grau com usinagem pode não ser prático em termos de desembolso de capital.

Os custos de ferramentas são outra consideração. Por exemplo, se um dispositivo requer tolerâncias apertadas de +/-0,0005 polegadas e tem volumes de 3.000 a 5.000 peças por semana, a usinagem geralmente é a tecnologia de escolha, pois é mais versátil e precisa. Supondo que o centro de usinagem certo esteja disponível, ele apenas precisa ser programado para acomodar a geometria da peça. Isso contrasta fortemente com uma matriz de estampagem progressiva, que levará mais tempo para ser projetada e construída, além de ser mais cara.

A geometria da peça também é uma consideração importante. Existem alguns componentes que simplesmente não podem ser estampados. Por exemplo, uma peça feita de aço inoxidável 304 totalmente duro, com 1/8 pol. de espessura com um orifício de 0,040 de diâmetro, não pode ser estampada. Não há material de perfuração que possa suportar a carga necessária para perfurar esse material naquele diâmetro. A usinagem funciona melhor neste caso, juntamente com a tecnologia a laser.

MD+DI:Existem necessidades/solicitações do mercado que poderiam ser melhor resolvidas por qualquer uma das tecnologias?

Santoro: Com o amplo espectro de clientes que a MICRO atende, existem certas tecnologias que são mais adequadas às suas necessidades e objetivos finais. Por exemplo, a estampagem é valiosa para clientes que estão projetando dispositivos de uso único, pois eles tendem a ser menos robustos e envolvem custos de construção significativamente menores do que os dispositivos reutilizáveis. A usinagem, por outro lado, se presta ao desenvolvimento de dispositivos reutilizáveis, pois precisam resistir ao uso repetido – embora essa durabilidade tenda a ter um custo mais alto. A moldagem por injeção de metal (MIM) ou a usinagem MIM plus oferece um meio-termo atraente em termos de preço e durabilidade.

MD+DI: Existem diferenças na seleção de materiais?

Santoro: Em relação a estampagem ou usinagem ser a melhor abordagem para o desenvolvimento de um dispositivo médico, a espessura e a dureza do material precisam ser consideradas para os resultados mais eficazes e eficientes. No que se refere à espessura do material, por exemplo, a estampagem pode ser limitante porque a espessura precisa ser uniforme em toda a peça. Com relação à dureza do material, praticamente qualquer dureza pode ser usinada. Na estampagem, a dureza do material precisa ser considerada com mais cuidado, devido ao potencial de rachaduras durante a conformação. Além disso, em muitos casos, o titânio é o material de escolha para implantes e é o melhor para tomografia computadorizada. O titânio está disponível em formas de arame, haste e folha; no entanto, não é comumente disponível em tiras contínuas, que são necessárias para a maioria das operações de estampagem.