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CASE STUDY

从机械加工到MIM:提升精度,节约成本

通过更智能的制造推进脊柱手术发展

脊柱手术本身较为复杂,需要精确放置手术器械并具备出色的操作灵活性。即使避免了并发症,传统方法通常仍需要强力操作,导致患者恢复期更长、疼痛更多。

Spine Wave, Inc. 是一家总部位于康涅狄格州的医疗器械公司,成立于 2001 年,致力于开发专为脊柱治疗设计的创新手术解决方案,以应对这些挑战。

工程创新:Velocity® 可扩展椎间装置

Spine Wave 的突出创新之一是 Velocity® 可扩展椎间装置,该装置采用突破性的可扩展植入物技术。该装置具有一个置入脊柱的小型间隔器,可在就位后扩展,从而改善稳定性和对位。

Velocity® 通过装有含植入物药筒的手持式递送枪进行植入。外科医生扣动扳机,将药筒内容物置入手术部位;每台手术可装载多个药筒,从而在一次手术中顺畅完成多次植入物扩展。

然而,正如制造工程师 Zachary Sniffen 和高级质量工程师 John Kapp 所强调的那样,为确保手术成功,植入前的每个步骤都必须同样精确。

解决运输和装配难题

尽管 Spine Wave 以脊柱技术创新著称,但要将其新一代器械安全、高效地交付给外科医生,却是一项成本高昂的物流挑战。组件在运输过程中需要额外保护,以避免在手术前发生错位或损坏。

为克服这一问题,Spine Wave 的工程师求助于 OptiMIM,以获得更具成本效益且更可靠的解决方案,确保产品开箱即可顺利交付。

为 Velocity® 装置进行手术准备时,需要从无菌包装中取出药筒,并将其卡扣安装到递送枪上。正如 Sniffen 所解释:"如果内部组件在运输过程中发生错位,外科医生可能难以将递送枪与药筒正确连接。"

为此,Spine Wave 开发了运输锁扣,这是一种紧凑的夹扣式部件,可在运输过程中将组件牢固固定到位。当药筒装入递送枪后,该机构会自动脱开,使手术室内的装配顺畅且不中断。

从机械加工零件转向MIM组件

最初,运输锁扣由原始棒材机械加工而成,该工艺能够实现精度,但成本较高。Kapp 表示:"我们必须改变工艺,而且我们知道金属粉末注射成形能够降低成本。"随后,团队联系了 OptiMIM。

OptiMIM 解释道:"复杂几何形状和精细的成形特征,使医疗器械非常适合采用 MIM 工艺。Spine Wave 若通过机械加工生产该零件,成本可能是通过 MIM 生产的六到七倍。"

OptiMIM 与 Spine Wave 的工程师密切合作,优化可制造性,实现更严格的公差,并大规模提供一致的质量。Sniffen 表示:"我们看到了 OptiMIM 提供优质零件的最佳机会,也看到了他们愿意与我们合作实现设计意图的态度。"

最终,转向 MIM 不仅降低了成本,还为提升生产效率和可扩展性打开了空间。事实上,Spine Wave 后来将运输锁扣应用扩展到了第二款产品。Sniffen 表示:"它相当快就收回了成本。对我们来说,这基本上是一个无需多想的选择。"

OptiMIM 合作伙伴关系:经验、专业能力与协作

转向 MIM 带来了独特的工程挑战。Kapp 表示:"对于运输锁扣柱等突出特征,注射成形过程始终会在冷却、弯曲和翘曲方面带来挑战。"

为解决这一问题,Spine Wave 通过面向制造的设计 (DFM)方法与 OptiMIM 的专家合作,针对 MIM 生产优化零件,并在 OptiMIM 位于俄勒冈州波特兰的工厂进行实际协作。

在开发过程中,Spine Wave 的工程师发现(或重新认识到)OptiMIM 长达一个世纪的内部 MIM 专业技术积淀。Kapp 回忆道,他多年前曾在该公司原名 Kinetics 时与其合作:"他们完成过一些技术难度极高的工作。对于这个项目而言,这是正确的选择。"

此次合作取得了可衡量的成功:

  • 按期完成
  • 显著降低成本
  • 无缝过渡:从机械加工零件转向 MIM

Kapp 表示:"对于质量工程师而言,没有任何问题需要报告就是最有力的认可。"

精密制造领域值得信赖的合作伙伴

Kapp 补充道:"OptiMIM 的工程师具有前瞻性,能够在开发期间未显现的问题易发零件上发现潜在问题。凭借他们的专业能力,我们得以规避该问题,避免任何库存延误。"

通过结合深厚的 MIM 经验、协同工程和设计优化,OptiMIM 帮助 Spine Wave 实现了兼具成本效益和高性能的成果,证明从机械加工转向 MIM 能够在整个医疗器械行业提升精度、降低成本并改善可制造性。

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