Casos prácticos 16 | Fabricación de PMMA para plataformas de órganos en chip

Descripción general

En el campo de la investigación en ciencias de la vida, en rápida evolución, la tecnología de Órgano en Chip (OOC) está transformando la forma en que los científicos estudian los fármacos, la toxicidad y el comportamiento celular. Estas plataformas en miniatura replican el microambiente de los órganos humanos, lo que requiere una precisión extrema tanto en el diseño como en la fabricación.

Una empresa de tecnología médica contactó a XY-GLOBAL para producir una microestructura de PMMA crítica para su dispositivo de órgano en chip de próxima generación. El reto:
Alta transparencia, características de microescala y una tolerancia ultra ajustada de ±0,01 mm.

Esta es la historia detrás de escena de cómo nuestro equipo lo hizo posible.

---

Aplicación del cliente: Órgano en chip

El cliente desarrolla sistemas OOC avanzados utilizados para:

• Descubrimiento de fármacos y análisis de toxicidad

• Cultivo celular de alta resolución

• Simulación microfluídica del comportamiento de los órganos

• Plataformas de investigación biomédica

El componente PMMA actúa como sustrato microfluídico transparente , formando:

• Canales de fluidos

• Microcavidades

• regiones de cultivo celular

• Ventanas de observación

Cada detalle impacta el flujo del fluido, la claridad de las imágenes y el rendimiento biológico.

---

Requisitos del proyecto

El cliente solicitó:

✔ Transparencia de grado óptico
✔ Tolerancia de ±0,01 mm en todas las zonas críticas
✔ Alineación de múltiples capas entre características de doble cara
✔ Cero deformaciones ni deformaciones
✔ Alta repetibilidad para producción por lotes

La complejidad surgió de la combinación de óptica, microprecisión y biocompatibilidad en una sola pieza.

---

Desafíos de ingeniería

1. Precisión de doble cara con desviación cero

La pieza requirió mecanizado CNC en ambos lados, con características que debían alinearse perfectamente.

Incluso una desviación de 0,01 mm provocaría un desajuste del canal y un fallo funcional.

---

2. Transparencia vs. Estabilidad dimensional

Para lograr claridad óptica es necesario pulir, pero cada método trajo problemas:

• Pulido a la llama

  • Excelente claridad
    – La distorsión por calor provocó deformaciones

• Pulido húmedo / acabado abrasivo

  • Geometría estable
    – Claridad óptica insuficiente

Encontrar el equilibrio adecuado entre el acabado óptico y la precisión dimensional fue la principal dificultad.

3. Mantener la tolerancia durante todo el proceso

Cualquier posprocesamiento adicional (pulido, limpieza, alivio de tensión) corría el riesgo de empujar la pieza fuera de la tolerancia de ±0,01 mm .

La ventana del proceso era extremadamente estrecha.

---

Nuestra solución

1. Estrategia de mecanizado CNC de doble cara

Usamos:

• Accesorios de alineación personalizados de doble cara

• Trayectorias de herramientas equilibradas

• Algoritmos de compensación del desplazamiento térmico

• Mecanizado secuencial de desbaste + semiacabado + ultraacabado

Asegurándose de que ambos lados coincidan perfectamente .

---

2. Ingeniería de superficies híbridas

Junto con el cliente, revisamos las zonas funcionales de la plataforma microfluídica.

Propusimos un diseño de doble superficie:

• Superficie óptica brillante para observación.

• Superficie funcional mate para un flujo microfluídico estable

Al optimizar las tolerancias no críticas, mantuvimos una precisión de ±0,01 mm en áreas funcionales clave sin sacrificar la claridad.

---

3. Garantía de calidad a nivel de lote

Para garantizar una precisión repetible:

• Mediciones CMM para cada lote

• Inspección de la profundidad y el ancho del canal

• Verificación de alineación de características de doble cara

• Control de deriva dimensional mediante calibración de accesorios

• Comprobación de la uniformidad de la superficie para la claridad óptica

Esto garantizó una consistencia perfecta desde el prototipo hasta la producción a gran escala.

---

Resultado final

✔ Alta transparencia
✔ Geometría estable con tolerancia de ±0,01 mm
✔ Alineación perfecta de las características de doble cara
✔ Cero deformación/alabeo
✔ Calidad repetible en todos los lotes
✔ 100% de tasa de aprobación para requisitos ópticos y de ensamblaje

El cliente elogió:

• Claridad

• Precisión dimensional

• Repetibilidad

• Colaboración en ingeniería

Desde entonces, el proyecto se ha expandido al desarrollo de plataformas OOC y microfluídicas adicionales .

---

Por qué es importante

Este proyecto fortaleció las capacidades de XY-GLOBAL en:

• Mecanizado de dispositivos microfluídicos

• Componentes ópticos PMMA/PC/COP

• Ingeniería de precisión en ciencias de la vida

• Mecanizado CNC a microescala

• Optimización del acabado de polímeros transparentes

Para innovadores en el ámbito médico y de las ciencias biológicas, ofrecemos soluciones fabricables, confiables y de alta precisión para componentes complejos y de pequeña escala.

---

Conclusión

El proyecto Organ-on-Chip demuestra cómo el mecanizado avanzado, la colaboración entre equipos y la ingeniería a microescala se combinan para convertir conceptos complejos en productos reales y funcionales.

En XY-GLOBAL , no solo mecanizamos componentes,
Ayudamos a nuestros clientes a hacer posible la innovación científica.