4. Mô hình sản xuất trang thiết bị y tế
4.2 Công nghệ, thiết bị chủ yếu
Như vậy có thể nói công nghệ chính từ việc nấu luyện trong lò tần số chân không 50 kg/mẻ, rồi qua tinh luyện điện xỉ công suất 200 KVA, qua rèn, cán nóng đến phôi vuông 60 x 60 ÷ 100 x100 mm, dài 2 ÷ 3 m.
Sau đó đưa vào cán nóng đến thép dẹt 3 ÷ 4 mm x 25÷35mm, thép tròn Ø10 ÷ Ø18 mm.
Sau đó ủ để khử ứng suất và giảm độ cứng. Sau khi cán nóng đến sản phẩm đạt kích thước theo yêu cầu, bán thành phẩm được tẩy rửa, làm sạch theo quy trình kỹ thuật và gia công cán, kéo nguội. Đây là một trong những khâu rất quan trọng để gia công biến dạng nguội để sản phẩm đạt độ bền theo yêu cầu.
Cán và kéo nguội được bán thành phẩm ở dạng dẹt hoặc tròn hoặc lòng máng tùy theo yêu cầu của sản phẩm cuối cùng thép dẹt 2,5÷8 x 20÷30mm,
-52-
thép tròn Ø6 ÷ Ø12 mm, đây là khâu gia công rất quan trọng để tăng độ bền và độ cứng của vật liệu.
Sau khi có bán sản phẩm, chuyển sang công đoạn gia công cơ khí để chế tạo các chi tiết. Do sản phẩm là tinh xảo và kích thước nhỏ có độ chính xác cao nên các thiết bị gia công cơ khí thường cỡ nhỏ có cấp chính xác cao, thông thường là các thiết bị chế tạo CNC của các nước G7 như máy phay cắt chi tiết, máy tiện vít, cắt lỗ, tiện ren … của Đức, Nhật Bản. Sau đó là đánh bóng cơ, đánh bóng điện hóa (nếu cần), làm sạch, in nhãn mác và tiệt trùng. Tất cả các thiết bị này đều có thể tìm kiếm được trên thị trường.
4.2.1. Chế tạo vật liệu, bán thành phẩm
Khi chế tạo các thành phẩm thường qua 2 công đoạn, công đoạn đầu tiên chế tạo ra bán thành phẩm là các thép dây, thanh nẹp có kích thước phù hợp, sau đó mới sang công đoạn tiếp theo là chế tạo chi tiết.
Lưu trình công nghệ chế tạo bán thành phẩm được tóm tắt như sau:
Hình 15: Lưu trình công nghệ chế tạo bán thành phẩm
Nguyên vật liệu
Luyện thép lò tần số chân không 50 kg/mẻ
Tinh luyện điện xỉ
Rèn Cán nóng Thép dẹt: 2,5÷ 8 x 20÷30mm Thép dây: Ø6÷Ø15 kéo nguội Ủ
-53-
4.2.2 Chế tạo chi tiết
Đã tiến hành chế tạo thử các chi tiết khác nhau như: - Chế tạo nẹp xương các loại
- Chế tạo các loại vít xương cứng - Chế tạo đinh cố định xương các loại
Tất cả các chi tiết chế tạo ra đều được đánh bóng đạt 7÷ 9. Tuy nhiên do sản xuất thử nên chỉ sản xuất đơn chiếc, chí phí giá thành cao. Hình 16 thể hiện lưu trình công nghệ sản xuất chi tiết cấy ghép từ bán thành phẩm
Hình 16:Lưu trình công nghệ sản xuất chi tiết cấy ghép từ bán thành phẩm
Thép dẹt 2,5÷ 8 x 20÷30mm Thép dây Ø6÷Ø10
Gia công tinh: Phay, tiện, mài Gia công cơ khí: Cắt thành hình sản phẩm Vít xương; Nẹp xương; Đinh cố định xương Đánh bóng cơ học Làm sạch - Tiệt trùng Đánh bóng điện hóa ( Nếu cần) Sản phẩm
-54-
Trên cơ sở thiết bị sẵn có, với đội ngũ cán bộ kỹ thuật và công nhân lành nghề đã quen với công việc này qua nhiều năm thực hiện đề tài, chúng ta có thể bổ xung một số thiết bị cơ khí chế tạo chính xác (bảng 12), cử đi đào tạo ở Trung Quốc một số khâu gia công hoàn thiện sản phẩm là có thể triển khai thực hiện được.
Bảng 12: Bảng liệt kê thiết bị và thiết bị cần bổ sung
TT Tên thiết bị Số lượng
1 Lò trung tần chân không 50kg/mẻ ZG-0,025 1
2 Thiết bị đúc thỏi 1 bộ
3 Thiết bị thấm N - plasma 1
4 Máy tiện hoặc bào gia công bề mặt thỏi 1
5 Lò nung thanh C-Si 1
6 Búa rèn 750kg 1
7 Búa rèn 150kg 1
8 Lò ủ sau cán dây điện trở 1
9 Máy cắt tia lửa điện 3
10 Máy khoan lỗ các loại 4
11 Máy đột dập tạo hình 1
12 Máy phay vạn năng CNC 2
13 Máy tiện vít các loại CNC 2
15 Máy đánh bóng 3
16 Máy rửa sản phẩm 2
17 Thiết bị kéo dây 1 bộ
19 Máy tiện ren chuyên dùng 1
20 Thiết bị in mác ( laser, tiệt trùng, đóng gói) 1 21 Thiết bị phân tích thành phần hóa học 1 bộ
22 Máy thử cơ lý vạn năng 1
23 Máy chụp kim tương 1
24 Thiết bị kiểm tra tạp chất thành phần kim loại 1
25 Thiết bị kiểm tra nứt 1
-55-
Do khối lượng sản phẩm nhỏ nên không cần phải đầu tư dây chuyền cán mà có thể thuê ngoài.
Các thiết bị có thể mua ở thị trường trong nước hoặc nhập khẩu. Các xưởng sản xuất có:
- Xưởng Luyện thép: diện tích 750m2 - Xưởng Rèn: diện tích 400m2
- Xưởng Cơ khí: diện tích 1.300m2
Văn phòng làm việc và phân tích hoá, kim tương cơ lý có diện tích 510m2 và nhà kho.
Điều kiện cung cấp điện, nước đảm bảo đầy đủ cho dự án hoạt động. Do nhu cầu trong nước chưa đủ lớn, đầu tư cả dây chuyền phức tạp và hiệu quả không cao do đó có thể chia làm 2 giai đoạn theo công nghệ sản xuất như sau:
- Giai đoạn 1: chỉ đầu tư công đoạn gia công chế tạo từ bán thành phẩm là thép thanh dẹt và thép dây có kích thước: Thép dẹt 2,5 ÷ 8 x 20 ÷ 30mm, thép dây tròn Ø6 ÷ Ø10 được nhập khẩu từ Đức, Hàn Quốc, Trung Quốc …
- Giai đoạn 2: Sau khi nhu cầu đủ lớn thì mới đầu tư công đoạn chế tạo vật liệu như nấu luyện, rèn, cán và kéo để có được bán sản phẩm hợp cách. Khi đó mô hình nhà máy sản xuất gia đoạn 1 đơn giản hơn rất nhiều chỉ bao gồm phần gia công chế tạo nguội: như máy tiện, phay, dập, đánh bóng … Trong giai đoạn này chỉ cần đầu tư các máy gia công cơ khí (hình 17) và thiết bị kiểm tra cơ lý tính của sản phẩm.
-56-
Hình 17: Số lượng máy cần thiết cho nhà máy sản xuất chi tiết cấy ghép
Sản phẩm của nhà máy có thể làm bằng thép không gỉ SUS 316L, SUS 317L, vật liệu titan và hợp kim titan.
Theo kinh nghiệm của Trung Quốc nếu đầu tư một nhà máy như của Công ty Walkman của Trung Quốc mà có công suất từ 5 – 7 tấn sản phẩm/năm thì tổng đầu tư khoảng 3 triệu USD ( tương đương ~ 63 tỷ đồng VNĐ).
Thép dẹt 2,5÷ 8 x 20÷30mm Thép dây Ø6÷Ø10
(25 – 30 tấn)
Gia công tinh: Phay, tiện, mài
( 10 máy) Gia công cơ khí: Cắt thành hình sản phẩm ( 3 máy) Sản phẩm: Vít xương, nẹp xương, Đinh cố định … Đánh bóng cơ học ( 3 máy) Làm sạch - Tiệt trùng Đánh bóng điện hóa ( Nếu cần) Sản phẩm (5 – 7 tấn)
-57-
Tỷ lệ thu hồi sản phẩm từ nguyên liệu ban đầu: từ 50 – 60%. Do gia công vít xương và nẹp xương … dùng trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình có kính thước nhỏ nên các máy gia công tiện, phay, máy khoan, máy đánh bóng … không cần công suất lớn mà chỉ cần các máy gia công cơ khí có công suất từ 5 – 20 kw là được.
- Tính năng của máy tiện vít: (3 máy) Dung sai: 0,005 mm
Tốc độ: 10000 vòng/phút, Công suất : 5 kw
Đường kính cây thép: max. ф 20mm
Giá thành 1 máy tiện vít của Nhật Bản: 400.000 CNY ( ~ 60.000 USD). - Máy đánh bóng ( 3 máy): Máy đánh bóng vít xương : 15 000 USD,
máy đánh bóng nẹp xương 10.000 USD
- Các máy phay CNC, máy khoan, máy cắt tia lửa điện đều có thể khảo sát được giá trên thị trường.
-58-
Hình 18: Máy cắt phôi sản phẩm, nẹp xương (cắt tia lửa điện)
-59-
Hình 20: Máy phay vạn năng CNC
-60-
Hình 22: Máy đánh bóng
-61-
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ