醫(yī)用植入體制造和控制

3D 光學(xué)輪廓儀 S neox 使加工專家能夠識(shí)別出導(dǎo)致缺陷的刀具，以及在批量生產(chǎn)過(guò)程中跟蹤其磨損情況，從而控制制造過(guò)程并改善其結(jié)果

醫(yī)用植入體的制造過(guò)程需要非常高水平的質(zhì)量控制，尤其是當(dāng)零部件將被長(zhǎng)期植入脊柱區(qū)域時(shí)（如圖 1 所示）。檢查過(guò)的零件呈現(xiàn)出來(lái)源不明確的不均勻標(biāo)記，只有在最終目視檢查中才會(huì)被發(fā)現(xiàn)。目視檢查的可接受性標(biāo)準(zhǔn)通常依賴于人眼的解讀，并且在客戶規(guī)格中缺乏充分的描述，而這可能導(dǎo)致零件合規(guī)性方面發(fā)生沖突。

如果造成缺陷的因素中涉及到機(jī)械加工，則可以定期進(jìn)行粗糙度分析，以幫助評(píng)估標(biāo)記。但是，接觸式觸針 2D 輪廓儀在這種復(fù)雜的成品鈦零件上留下的標(biāo)記會(huì)造成不易被接受的缺陷。因此，我們選擇了非接觸式光學(xué)表面輪廓儀檢查來(lái)識(shí)別缺陷來(lái)源，測(cè)量旨在避免這種缺陷的制造變更的效率，并為不合格品設(shè)定定量閾值。

                                                            圖 1.醫(yī)用植入體（左）頂視圖。放大顯示缺陷 (“條紋") 的區(qū)域

在研究了每種技術(shù)的最佳采集設(shè)置之后，我們發(fā)現(xiàn)連續(xù)共聚焦模式（放大 20 倍）和 3 個(gè)視場(chǎng)的擴(kuò)展測(cè)量是***該研究的設(shè)置。

圖 2 顯示了兩個(gè)形貌圖，一個(gè)具有缺陷（不合規(guī)），另一個(gè)沒(méi)有缺陷（合規(guī)）。第一個(gè)形貌圖顯示很少的垂直“條紋"，這在合規(guī)表面中并不明顯。

                                                                  圖 2.不合規(guī)表面形貌（頂部）頂視圖和合規(guī)表面形貌（底部）。

圖 3 顯示提取自兩個(gè)形貌圖的 2D 輪廓。可以看出，不合規(guī)形貌顯示出強(qiáng)烈的波度分量，這在合規(guī)表面中并不明顯。重復(fù)測(cè)量并使用 SensoMAP 軟件進(jìn)行**分析，以識(shí)別與視覺(jué)檢查結(jié)果相關(guān)的***參數(shù)；還可以使用 SensoMAP 從 Abbot-Firestone 曲線輕松計(jì)算出區(qū)域材料比例及其逆數(shù)等參數(shù)（圖 4）。

                            圖 3.不合規(guī) 2D 輪廓（頂部）頂視圖和合規(guī) 2D 輪廓（底部）。紅線代表合規(guī)性的任意閾值

圖 4.在不合規(guī)（左）和合規(guī)表面（右）中，Abbot-Firestone 曲線以紅色顯示。它是表面輪廓高度的累積概率密度函數(shù)，可以通過(guò)積分輪廓軌跡來(lái)進(jìn)行計(jì)算

3D 光學(xué)輪廓儀 S neox 使加工專家能夠識(shí)別出導(dǎo)致缺陷的刀具，以及在批量生產(chǎn)過(guò)程中跟蹤其磨損情況，從而控制制造過(guò)程并改善其結(jié)果特別是，共聚焦技術(shù)已被證明是定性和定量研究表面缺陷的有效技術(shù)。

對(duì)合規(guī)和不合規(guī)零件的擴(kuò)展分析顯示，常見(jiàn)的表面參數(shù)（如 Sa 或 Sz）不足以準(zhǔn)確地捕捉外觀缺陷。功能參數(shù)被認(rèn)定是***的標(biāo)準(zhǔn)，讓控制器能夠在需要時(shí)毫無(wú)疑慮地區(qū)分不合規(guī)零件。

此外，進(jìn)一步的研究可能會(huì)考慮使用更先進(jìn)的工具，例如 S neox Five Axis，該工具可以對(duì)植入體的完整形狀進(jìn)行 3D 重建，這對(duì)于進(jìn)一步研究中的磨損分析、CAD 比較和/或質(zhì)量控制可能有所助益。