醫用植入體制造和控制

3D 光學(xué)輪廓儀 S neox 使加工專(zhuān)家能夠識別出導致缺陷的刀具，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)程并改善其結果

醫用植入體的制造過(guò)程需要非常高水平的質(zhì)量控制，尤其是當零部件將被長(cháng)期植入脊柱區域時(shí)（如圖 1 所示）。檢查過(guò)的零件呈現出來(lái)源不明確的不均勻標記，只有在最終目視檢查中才會(huì )被發(fā)現。目視檢查的可接受性標準通常依賴(lài)于人眼的解讀，并且在客戶(hù)規格中缺乏充分的描述，而這可能導致零件合規性方面發(fā)生沖突。

如果造成缺陷的因素中涉及到機械加工，則可以定期進(jìn)行粗糙度分析，以幫助評估標記。但是，接觸式觸針 2D 輪廓儀在這種復雜的成品鈦零件上留下的標記會(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)識別缺陷來(lái)源，測量旨在避免這種缺陷的制造變更的效率，并為不合格品設定定量閾值。

                                                            圖 1.醫用植入體（左）頂視圖。放大顯示缺陷 (“條紋") 的區域

在研究了每種技術(shù)的最佳采集設置之后，我們發(fā)現連續共聚焦模式（放大 20 倍）和 3 個(gè)視場(chǎng)的擴展測量是***該研究的設置。

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

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

圖 3 顯示提取自?xún)蓚€(gè)形貌圖的 2D 輪廓?？梢钥闯?，不合規形貌顯示出強烈的波度分量，這在合規表面中并不明顯。重復測量并使用 SensoMAP 軟件進(jìn)行**分析，以識別與視覺(jué)檢查結果相關(guān)的***參數；還可以使用 SensoMAP 從 Abbot-Firestone 曲線(xiàn)輕松計算出區域材料比例及其逆數等參數（圖 4）。

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

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

3D 光學(xué)輪廓儀 S neox 使加工專(zhuān)家能夠識別出導致缺陷的刀具，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)。

對合規和不合規零件的擴展分析顯示，常見(jiàn)的表面參數（如 Sa 或 Sz）不足以準確地捕捉外觀(guān)缺陷。功能參數被認定是***的標準，讓控制器能夠在需要時(shí)毫無(wú)疑慮地區分不合規零件。

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，該工具可以對植入體的完整形狀進(jìn)行 3D 重建，這對于進(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。