Soluciones de sujeción para dispositivos médicos

Los pasadores en espiral se inventaron originalmente para compensar las deficiencias asociadas con los pasadores sólidos, los pasadores ranurados y otros sujetadores convencionales, como los remaches, las tuercas y los pernos. Se reconocen fácilmente por su exclusiva sección transversal en espiral de 2 ¼. Son pasadores de autorretención que se comprimen cuando se instalan en el componente de alojamiento. Son los únicos pasadores con resistencia y flexibilidad uniformes después de su inserción. Como piezas de sujeción verdaderamente “de ingeniería”, los pasadores en espiral se ofrecen en tres “versiones” para que el diseñador pueda elegir la combinación óptima de resistencia, flexibilidad y diámetro según los materiales receptores y los requisitos de aplicación. Su diseño de amortiguación atenúa la fuerza y la vibración para evitar los daños en el orificio y prolongar la vida útil del ensamblaje. Los pasadores en espiral presentan extremos cuadrados sin rebabas y fuerzas de inserción menores que otros pasadores, lo que los hace ideales para los sistemas de ensamblaje automatizado. Gracias a sus características, los pasadores en espiral son el estándar de la industria para aplicaciones donde la calidad de producto y el costo total de fabricación son consideraciones esenciales.

Y: TOLERANCIA TOTAL DE ORIFICIO
X: DIÁMETRO
A: PASADORES EN ESPIRAL
B: PASADORES ELÁSTICOS RANURADOS
C: PASADORES SÓLIDOS RANURADOS
D: PASADORES DE POSICIONAMIENTO

La Figura 4 se muestran con claridad las diferencias entre la fuerza radial ejercida por los pasadores ranurados y los pasadores en espiral en sus tres diferentes versiones. Las líneas onduladas que se observan alrededor de cada pasador, dentro de la cavidad de plexiglás, representan las tensiones ejercidas por los pasadores. Cuanto mayor el patrón, mayor la tensión ejercida por el pasador. Observe que el patrón de tensión del pasador en espiral de carga ligera es el más pequeño y que el patrón se extiende gradualmente en los pasadores de servicio estándar y pesado. Los pasadores ranurados y los pasadores en espiral de servicio pesado presentan magnitudes de tensión similares, ninguna de las cuales es recomendable para aplicaciones de plástico. Sin embargo, la distribución de la tensión en el pasador en espiral es mucho más uniforme que en el pasador ranurado, donde se muestran dos regiones de tensión máxima representadas en la imagen por flechas. La fuerza radial uniforme ejercida por el pasador en espiral mejora la retención y prolonga la vida útil del ensamblaje.

A: Pesado
B: Ranurado
C: Estandar
D: Liviano

Un fabricante de dispositivos médicos anteriormente utilizaba un pasador sólido estriado mecanizado en una “pinza” quirúrgica para que los cirujanos pudieran operar a través de un puerto laparoscópico en lugar de abrir completamente al paciente para realizar el procedimiento. El pasador se utilizaba para facilitar el movimiento de la mordaza en el extremo distal del dispositivo. La gran fuerza de inserción del pasador sólido rígido deformaba el pasador, dañaba el ensamblaje y generaba residuos metálicos. Como este dispositivo se utiliza dentro del cuerpo humano, la presencia de virutas de metal es inaceptable.

El pasador estriado, fabricado con SST 303 sin tratamiento térmico subsiguiente, se instalaba en un eje de SST 416 endurecido. Se determinó que la combinación de durezas incompatibles y la variación de tamaños entre el pasador y el material receptor fueron las causas de la generación de residuos, la gran fuerza de inserción, la deformación del pasador y el daño en el subensamblaje asociado.

Para solucionar todos estos problemas, el fabricante reemplazó el pasador sólido por un pasador elástico en espiral de carga ligera, fabricado con SST 420 y tratamiento térmico. Un pasador en espiral de carga ligera proporcionó el equilibrio entre resistencia y flexibilidad que se requiere para aplicar poca fuerza de inserción y obtener una retención apropiada sin dañar el orificio ni generar residuos.

Además de resolver de forma permanente los problemas de calidad del pasador sólido estriado, el fabricante de dispositivos médicos también se benefició con una considerable reducción de costos producto del reemplazo de un pasador sólido mecanizado por un pasador en espiral laminado.

Los espaciadores metálicos laminados son una excelente alternativa de bajo costo para tubos de corte, conductos, ojales y piezas torneadas o mecanizadas. Se utilizan habitualmente como soportes, casquillos distanciadores, camisas, ejes y pasadores. Los espaciadores laminados se producen sin generar rebabas ni residuos y presentan extremos cuadrados de corte limpio, características sumamente importantes de los componentes que se utilizan en dispositivos médicos.

Los fabricantes normalmente utilizan casquillos mecanizados y tubos de corte para separar dos placas inoxidables delgadas en los dispositivos médicos. Es habitual pasar un remache por el diámetro interior de un tubo o casquillo mecanizado para mantener las dos placas en una compresión constante de modo que queden paralelas durante toda la vida útil del dispositivo. Esta simple aplicación de espaciado es bastante común en la industria médica y se puede modificar fácilmente para utilizar un espaciador laminado sin tener efectos negativos sobre el rendimiento. El resultado de la conversión de un tubo de corte a un espaciador laminado es una reducción aproximada del 50% en los costos. Generalmente, los espaciadores laminados valen un décimo de los casquillos mecanizados.

Elegir una empresa de fabricación de sujetadores de alta calidad con una oferta de productos diversa es tan importante como trabajar con una empresa que tenga vastos conocimientos de ingeniería de aplicaciones en el ámbito de la unión y del ensamblaje. La asociación con proveedores expertos orientados a la ingeniería de aplicaciones en la etapa de diseño no solo facilita el diseño de sujetadores de ingeniería, sino que también permite obtener recomendaciones esenciales para la interfaz entre el sujetador y el dispositivo médico.

Cuanto más temprano se integra el proveedor al proceso de diseño, más probable es que sea capaz de equipar al fabricante de dispositivos con un sujetador disponible en el mercado. Generalmente, existen muchos tipos diferentes de sujetadores para cada aplicación. En última instancia, la solución más rentable tiene en cuenta el material receptor, las tolerancias de fabricación, los requisitos de la aplicación y el método de ensamblaje.

Los beneficios de especificar piezas disponibles en el mercado son que las piezas se entregan de inmediato desde el almacén, no existen requisitos de compra mínima y no se aplican cargos de instrumentos o desarrollo. Esto significa que las piezas se obtienen rápidamente, ya sea que se necesiten en la etapa de creación de prototipos o de producción total.

En definitiva, los diseñadores deben utilizar sujetadores de ingeniería que mejoren la calidad del dispositivo médico, simplifiquen el proceso de ensamblaje y generen el menor costo total posible.