Fordele ved at bruge trykstøbning under mangel på medicinsk forsyning

An artikel udgivet af BMJ kvalitet & Sikkerhed tidsskriftet udtaler, "COVID-19-pandemien har bragt den langvarige sårbarhed af den medicinske produktforsyningskæde i skarpt fokus."

Mangelerne, som mange sundhedsudbydere står over for under pandemien, vidner om nøjagtigheden af ovenstående erklæring.

På grund af denne mangel og de forstyrrelser, der følger af dem, blev sundhedsfaciliteter og udstyrsproducenter tvunget til at udvikle nye måder at forberede sig på fremtidige kriser.

Trykstøbning kan give flere fordele ved at hjælpe producenter og udbydere af sundhedsydelser imødekomme efterspørgslen efter medicinsk udstyr under kriser som Covid-19.

Denne artikel fokuserer på fordelene ved trykstøbning for at hjælpe producenter med at reagere på denne efterspørgsel. Vi starter med at se på, hvordan Covid 19-krisen førte til mangel på medicinsk udstyr, og hvorfor trykstøbning kunne være en levedygtig løsning.

Indvirkningen af Covid-19 på industrien for medicinsk udstyr  

Jamie Bell er redaktør på NS Medical Devices hjemmeside. Han rapporterer om aktuelle tendenser og nye teknologier inden for medicinsk udstyr.

I hans artikel med titlen "Seks måder, hvorpå Covid-19 har påvirket markederne for medicinsk udstyr," skriver han, "Industrier, markeder og virksomheder verden over er blevet vendt på hovedet af Covid-19, og denne påvirkning har været særlig dyb inden for sektoren for medicinsk udstyr."

klokke rapporter om de foranstaltninger, der er truffet i forskellige lande for at reagere på denne udfordring. For eksempel rapporterer han, at mens mange lande forsøgte at lette manglen på væsentligt udstyr ved at importere, øgede krisen også den indenlandske produktion af mange enheder.     

Nogle lande tog drastiske foranstaltninger for at afhjælpe manglen. For eksempel Bell beskriver hvordan EU måtte udsætte sin forordning om medicinsk udstyr (MDR). Ifølge Bell, "Denne beslutning blev truffet for at give den europæiske medicinteknologiske industri mulighed for at klare virkningen af Covid-19-krisen."    

Hvad er Die Casting?

Det Maskiningeniørens opslagsbog definerer trykstøbning som "en type støbning, hvor smeltet metal hurtigt overføres til en metalform, og metallets størkning er i denne form."

Den samme kilde tilføjer: "Overførslen af det flydende metal til støbeformens hulrum udføres af et system, hvor den flydende metals trykkraft og hastigheden af påfyldning af støbeformen kan kontrolleres."

Det Maskiningeniørens opslagsbog bemærker også, at kvaliteten af produkter, der inkorporerer trykstøbeteknikken, afhænger af flere faktorer, herunder "trykpåføringstiming, flydende metalfluiditet, varmeoverførsel og dimensionsstabilitet af både metal og form."

To vigtigste trykstøbeprocesser eksisterer: varmt kammer og koldt kammer. Varmekammerprocessen bruges hovedsageligt til lavtsmeltende legeringer som zink. I denne proces opvarmes metallet, hvorfra den trykstøbte del vil blive dannet, inde i støbemaskinen i stedet for en separat ovn eller maskine.

På den anden side kræves der i koldkammerprocessen en separat ovn for at opvarme metallet, indtil det smelter, før det flyttes til støbemaskinen, hvor det tvinges ind i formhulrummet.  

Er trykstøbning en egnet metode til fremstilling af medicinsk udstyr?

Som alle andre områder af livet udvikler den medicinske industri sig hurtigt. Nogle gange skal det håndtere kriser, som ingen kunne have forudset, såsom Covid-19.

Branchens udviklende og ofte uforudsigelige karakter betyder, at producenter står over for den konstante udfordring at designe komplekst medicinsk udstyr, som ingen måske havde forestillet sig for kun få år siden. Det er her teknikker som trykstøbning komme til undsætning.

Trykstøbning er kendt for at lave stærke og holdbare dele til enheder i enhver industri. Når først formen er blevet skabt, kan tusindvis af højpræcisionsdele til medicinsk udstyr fremstilles hurtigt og omkostningseffektivt.

Legeringer, der er egnede til trykstøbeteknikken, såsom zink og aluminium, bruges til fremstilling af dele til medicinsk udstyr.   

Fordelene ved trykstøbning ved fremstilling af dele til medicinsk udstyr

The North American Die Casting Association (NADCA) erkender at “Fremstilling af dele gennem trykstøbeproces giver en række fordele.”

NADCA nævner nogle af disse fordele. "Produktionen er hurtig, hvilket gør den ideel til høje og meget høje volumenproduktioner," forklarer den. "Der kan holdes tætte tolerancer, netformede eller næsten netformede dele produceres, og materialeegenskaberne er gode."

I den medicinske udstyrsindustri kan disse fordele have en væsentlig indvirkning på at reducere menneskelige fejl og sikre patientsikkerheden. Dette er især tilfældet, hvis man tænker på, at medicinsk udstyr er ved at blive komplekst, og under medicinske kriser som Covid-19 tvinger mangel producenter til at øge produktionen inden for korte perioder.  

Lad os nu se på disse fordele mere detaljeret.   

Kortere design- og lanceringstider

Som vi har lært af Covid-19-krisen, giver nogle medicinske nødsituationer ikke producenter og sundhedssektoren en chance for at forberede sig. Da pandemien toppede for første gang i 2020, blev mange sundhedscentre oversvømmet med patienter, men de måtte stadig stole på det samme udstyr, som de brugte før krisen.

I sådanne tider er der behov for processer, der kan producere mange dele inden for en kort periode. Det er her en højhastighedsproduktionsproces som trykstøbning er passende. Design- og lanceringstider er kortere, fordi der normalt ikke er behov for bearbejdning, og den trykstøbeform for en bestemt del skal kun oprettes én gang.

Trykstøbning fører også til kortere design og lanceringstid, fordi det gør det muligt at udføre processer, der ellers ville have været usammenhængende, at blive udført samtidigt. For eksempel er det med trykstøbning muligt at medregne processer, der ville være blevet udført senere, såsom fastgørelse af elementer i de tidligere dele af processen.

Mindre bearbejdning

I sammenligning med andre processer involverer trykstøbning mindre bearbejdning. Dette er en anden måde at spare tid på, når du laver dele til medicinsk udstyr under en krise.

Bearbejdning har flere ulemper, især i kriser, hvor produkter skal leveres hurtigt til kunderne.

Nogle af ulemperne ved bearbejdning, som du ikke behøver at bekymre dig om, når du bruger trykstøbeteknikker inkluderer:

• Komponentens nøjagtighed afhænger af operatøren, der fremstiller den.
• Fordi konsistens mellem bearbejdede dele ikke kan antages, skal hver del inspiceres individuelt, hvilket kræver tid og arbejde.
• Ud over behovet for at have mange operatører kræver bearbejdede dele færdigheder, som kan være en mangelvare under en krise.
• Nogle dele er enten for små eller komplekse til at kunne fremstilles med succes ved hjælp af bearbejdningsprocessen.  

Det faktum, at der kræves mindre bearbejdning ved brug af trykstøbeprocesser, betyder, at materiale ikke går til spilde. For eksempel er der ofte ikke behov for at fjerne overskydende dele, da produkterne normalt er støbt præcis, som de skal være.

Nøjagtighed og Konstans

Medicinsk udstyr skal opnå høje niveauer af nøjagtighed. Bortset fra dette kan nogle være ret komplekse.

Trykstøbning giver producenterne mulighed for at producere dele med stor nøjagtighed, selv dem med ekstremt tynde vægge. Processen gør det muligt at fremstille støbning af korrosionsbestandige legeringer. På det medicinske område er dette ofte et lovpligtigt krav.

Vigtigheden af overholdelse

En medicinsk krise som Covid-19 kan kræve hurtig produktion af millioner af dele til udstyr, men der er stadig strenge regler, som producenterne skal overholde.

Det multinationale advokatfirma, Linklaters LLP, med hovedkontor i London, viser behovet for at overholde.

Det skriver, "Virksomheder, der søger at bidrage til COVID-reaktionen, bliver nødt til at vurdere, om de kan overholde … regulatoriske krav, ud over at balancere de kontraktmæssige og potentielt vigtigere omdømmerisici ved at levere dette vitale udstyr."

Det betyder, at hvis du skal vælge en virksomhed, der bruger trykstøbeprocesser til at fremstille visse dele til dit medicinske udstyr, skal du gøre din due diligence.

For eksempel, hvis du er i USA, skal du afgøre, om producenten overholder de amerikanske Food and Drug Administration (FDA) regler. Agenturets Center for Apparater og Radiologisk Sundhed regulerer virksomheder, der fremstiller, ompakker eller importerer medicinsk udstyr til salg i USA   

Fremtiden for trykstøbning på det medicinske område

Med prognoser indikerer, at folk vil leve længere, kan det forventes, at behovet for medicinsk udstyr vil fortsætte med at stige. Dette inviterer også mange spillere ind på området for medicinsk udstyr.

Da producenterne står over for stigende efterspørgsel, vil de sandsynligvis ikke stå tilbage med noget andet valg end at finde producenter, der leverer produkter hurtigere. De, der fremstiller dele, der anvender trykstøbeprocesser, kan have en konkurrencefordel.  

Publikationen med fokus på design og fremstillingsprocesser for medicinsk udstyr, Dagens medicinske udvikling, forudsiger at nye legeringer vil blive introduceret.

Det noter, "Flowfyldnings- og formfyldningskapaciteter er blevet optimeret ved at tilpasse legeringssammensætninger ved hjælp af blandt andet kornraffinerende elementer, så der kan opnås maksimal kvalitet - især med meget tyndvæggede komponenter (ned til 0,3 mm tykkelse) eller høje overfladekrav."