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CASE STUDY

從機械加工轉換至 MIM,提升精度並節省成本

透過更智慧的製造技術推進脊椎手術

脊椎手術本質上十分複雜,需要精準定位手術器械及卓越的操作靈活度。即使未發生併發症,傳統方法通常仍需施加較大外力進行操作,導致患者的恢復期更長且疼痛感更明顯。

Spine Wave, Inc. 是一家於 2001 年成立、總部位於康乃狄克州的醫療器材公司,致力於開發專為脊椎治療設計的創新手術解決方案,以因應這些挑戰。

工程創新:Velocity® 可擴張式椎間裝置

Spine Wave 的傑出創新之一為 Velocity® 可擴張式椎間裝置,採用突破性的可擴張植入物技術。該裝置配備植入脊椎的小型間隔器,在定位後可擴張,以提升穩定性與對位效果。

Velocity® 透過裝載含有植入物匣筒的手持式置入槍進行置入。外科醫師扣動扳機,將內容物置入手術部位,且每次手術可裝載多個匣筒,在單次手術中順暢完成多次植入物擴張。

然而,正如製造工程師 Zachary Sniffen 與資深品質工程師 John Kapp 所強調,為確保手術成功,植入前的每個步驟都必須同樣精準。

解決運輸與組裝挑戰

Spine Wave 雖以脊椎技術創新聞名,但要將其新一代器械安全且有效率地送達外科醫師手中,卻是一項成本高昂的物流挑戰。零件在運輸過程中需要額外防護,以避免術前發生錯位或損壞。

為克服此問題,Spine Wave 的工程師尋求 OptiMIM 提供更具成本效益且可靠的解決方案,確保產品開箱後即可順暢使用。

Velocity® 裝置的術前準備作業包括從無菌包裝中取出匣筒,並將其卡扣至置入槍上。Sniffen 解釋:「若內部零件在運輸期間發生錯位,外科醫師可能難以將置入槍與匣筒接合。」

為解決此問題,Spine Wave 開發了運輸固定扣,這是一種小巧、類似夾扣的零件,可在運輸期間牢固固定各零件。當匣筒裝載至置入槍時,該機構會自動解除,使手術室內的組裝作業順暢且不中斷。

從機械加工零件轉換為 MIM 零件

最初,運輸固定扣由原始棒材加工而成,該製程雖可提供精度,但成本高昂。Kapp 表示:「我們必須改變製程,而且我們知道金屬粉末射出成形能幫助我們降低成本。」此時,團隊聯絡了 OptiMIM。

OptiMIM 說明:「複雜幾何形狀與精密造型特徵,使醫療器材非常適合採用 MIM 製程。Spine Wave 若以機械加工製造此零件,成本可能是透過 MIM 生產的六至七倍。」

OptiMIM 與 Spine Wave 的工程師密切合作,以最佳化可製造性、達成更嚴格的公差,並在量產規模下提供一致的品質。Sniffen 表示:「我們認為 OptiMIM 最有機會提供高品質零件,而且他們願意與我們合作,實現我們的設計意圖。」

最終,轉換至 MIM 不僅降低了成本,也為提升生產效率與擴充產能開啟了機會。事實上,Spine Wave 後續將運輸固定扣應用於第二項產品。Sniffen 表示:「它很快就回本了。對我們而言,這幾乎是不需考慮的選擇。」

OptiMIM 合作關係:經驗、專業與協作

轉換至 MIM 帶來了獨特的工程挑戰。Kapp 表示:「對於運輸固定扣柱狀凸起等突出特徵,射出成形製程在冷卻、撓曲及翹曲方面總是會帶來挑戰。」

為因應此問題,Spine Wave 透過可製造性設計 (DFM)方法,與 OptiMIM 的專家合作,針對 MIM 生產最佳化零件設計,並在 OptiMIM 位於奧勒岡州波特蘭的廠區進行實務協作。

在開發期間,Spine Wave 的工程師發現(或重新認識)OptiMIM 擁有長達一世紀的內部 MIM 專業技術傳承。Kapp 回憶起多年前曾在該公司原名 Kinetics 時與其合作:「他們完成過一些技術難度極高的工作。這是此專案的正確選擇。」

此次合作帶來可衡量的成功成果:

  • 如期達成目標日期
  • 大幅降低成本
  • 順暢轉換,從機械加工零件轉為 MIM

Kapp 表示:「對品質工程師而言,沒有任何問題需要報告,就是最有力的肯定。」

精密製造的可靠合作夥伴

Kapp 補充:「OptiMIM 的工程師具備前瞻能力,能發現開發期間未顯現、但可能出現在易受影響零件上的潛在問題。憑藉他們的專業,我們得以避開該問題,並避免任何庫存供應延誤。」

OptiMIM 結合深厚的 MIM 經驗、協作工程能力與設計最佳化,協助 Spine Wave 達成具成本效益的高效能成果,證明從機械加工轉換至 MIM 能夠在整個醫療器材產業中提升精度、降低成本並改善可製造性。

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