Suportes para Instrumentos Médicos Estampados em Matriz Progressiva 316L：

Cliente: MT, Instruments (certificado ISO 13485; EUA)

Indústria: Fabricação de Dispositivos Médicos

Desafio:

O cliente precisava de 250.000 unidades por ano de pequenos suportes estampados (65mm × 38mm × 12mm) para um rack reutilizável de esterilização de instrumentos cirúrgicos.

O suporte segurava pinos de alinhamento críticos e era exposto a:

 Esterilização diária em autoclave (vapor a 134°C / 273°F; alta umidade).

Desinfetantes de grau hospitalar (alvejante e compostos de amônio quaternário).

 Impacto físico devido ao carregamento repetido de bandejas cirúrgicas pesadas.

A peça original era usinada a partir de barra maciça de aço 316L.

Embora funcional; a usinagem apresentava três grandes problemas:

Custo: US$ 4,20 por unidade (muito caro para um suporte semiconsumível).

Prazo de entrega: 8 semanas para 5.000 unidades (a usinagem era muito lenta).

Desperdício de material: 65% da barra de 316L era transformada em cavacos e sucata.

A MT solicitou: alternativa de suportes estampados a ≤US$ 1,80 por unidade; com porosidade zero; resistência à corrosão igual à do 316L usinado; e superfície lisa e lavável (sem fendas para crescimento bacteriano).

A Execução da Flow Wing Metal:

Etapa 1: Engenharia de Projeto para Estampagem (DFS)

A equipe de engenharia da Flow Wing Metal revisou o modelo 3D e redesenhou os suportes estampados:

 Alteração de material removida: Substituiu a barra usinada por bobina de aço inoxidável 316L de 1,2mm de espessura (têmpera total para controle de retorno elástico; depois recozida pós-estampagem).

 Otimização da geometria: Adicionou filetes de 0,5mm em todos os cantos internos (anteriormente 90° vivos) para evitar trincas por tensão durante a conformação.

 Tolerâncias dos furos: Especificou furos perfurados em +0,05mm / 0,00mm para alinhamento preciso dos pinos (atingível com técnicas de estampagem fina).

Etapa 2: Fabricação da Ferramentaria

 Tipo de matriz: Matriz progressiva com 8 estações.

 Material da matriz: Aço ferramenta metalurgia do pó (CPM 10V) com revestimento de nitreto de titânio e alumínio (TiAlN) para resistência ao desgaste contra o 316L que encrua.

 Prensa: Prensa de estampagem de alta velocidade Bruderer de 200 toneladas.

 Estações incluídas:

Perfuração do furo piloto

Perfuração dos furos principais (×4)

Corte parcial: corte parcial para recurso de folga

Primeira dobra de 45°

Segunda dobra de 90°

Cunhagem: achatamento da superfície de montagem.

Corte: peça cortada da tira transportadora

Corte da sucata

Etapa 3: Desenvolvimento e Teste do Processo

 Execução de teste: 500 peças produzidas usando aço carbono (para validação da matriz).

 Teste com inoxidável: 1.000 peças em 316L com lubrificante de estampagem especializado com cloro e extrema pressão para evitar aderência.

 Ajustes: Aumentou a velocidade da prensa de 40 para 55 GPM (golpes por minuto); adicionou sopro de ar para limpar pequenos cavacos das estações de perfuração.

Etapa 4: Operações Pós-Estampagem dos Suportes

 Desengraxe: Lavadora spray automática de três estágios (lavagem alcalina → enxágue → enxágue com inibidor de ferrugem).

 Rebarbação: Leve tamboreamento vibratório com triângulos cerâmicos (15 minutos) para remover rebarbas de entrada de punção (<0,05mm restantes).

 Passivação: Banho de ácido cítrico (concentração de 20%; 25 minutos a 55°C) para restaurar a camada de óxido de cromo – crítico para resistência à autoclave.

 Inspeção: 100% calibre passa/não passa para furos de pinos; micrômetro a laser para tolerância do ângulo de dobra (±0,5°).

Etapa 5: Validação da Qualidade

 O Resultado:

 Economia de custos: Redução de 64% por unidade (US$ 4,20 → US$ 1,52) = economia anual de US$ 670.000 para o cliente.

 Velocidade de produção: De 8 semanas para 5.000 unidades (usinado) para 2 semanas para 25.000 unidades (estampado).

 Utilização de material: Aumentou de 35% (usinado) para 82% (estampado a partir de bobina).

 Qualidade: Zero falhas de campo relatadas após 18 meses de uso hospitalar. Os suportes estampados sobrevivem aos ciclos de autoclave sem corrosão por pite; e a camada passiva permanece intacta.

 Resultado do cliente: A MT converteu 14 suportes estampados usinados adicionais para projetos estampados da Flow Wing Metal nos 12 meses seguintes.

Depoimento do cliente:

> “A Flow Wing Metal não apenas estampou suportes – eles reengenheiraram toda a nossa estrutura de custos. A ferramentaria de matriz progressiva se pagou na primeira produção. E a qualidade da peça? Melhor que nossa versão usinada original.”,

> – Gerente Sênior de Compras; MT Instrumentos Cirúrgicos

Por que Escolher a Flow Wing Metal para Suportes Estampados?

A Flow Wing Metal transforma chapa metálica em componentes de precisão – mais rápido; mais forte; e mais econômico que a usinagem.