關于CNC加工在醫療器械行業針對難加工材料的解決方案_常見問題_廈門誠緻創精密機械有限公司
常見問題

關(guan)于CNC加工在醫(yi)療器械行業(yè)針對難加工(gōng)材料的解決(jue)🔴方案

2025/12/21 20:59:19 人氣(3135)

近(jìn)幾年來 CNC 加工(gong)中的醫療器(qì)械行業呈動(dòng)态增長趨勢(shì),醫療器械制(zhi)造商們也在(zài)持續尋覓更(gèng)佳的車削中(zhong)心及良好刀(dao)具,用以提👌升(shēng)其在行業中(zhong)的競争優勢(shi),而這些都成(chéng)爲刀具業、機(jī)床業、夾具業(yè)業務增長的(de)一大重要的(de)渠道。而 ISCAR 伊斯(sī)卡正是看到(dao)了這個巨大(da)的發展前景(jǐng),投入了大量(liang)的人🐇力和物(wù)力,來研發醫(yī)療器械加工(gong)專用刀具。爲(wei)此其特意🐅在(zai)以色列的總(zǒng)部成立了一(yī)個專門的醫(yi)療器械行業(ye)刀具研發部(bù)門,有 7 名專業(yè)的工程師專(zhuān)門從事解決(jue)方案的設計(ji),他們都有着(zhe)豐富的經驗(yàn),并且從事醫(yī)療器械加工(gōng)刀具的研究(jiū)都超過了 12 年(nian)。截止到現在(zài),其用于醫療(liáo)器械行業的(de)刀具在公司(si)所有刀具🌈産(chǎn)品中的比重(zhòng)約爲 6% 7% ,并預計(jì)在今後 2 3 年,這(zhe)個比重将會(hui)上升至 10% 12%


難加(jiā)工的钛合金(jin)材料

90% 的醫療(liao)器械植入部(bù)件由 Ti6Al4V 钛合金(jin)制成,源于輕(qīng)質、高強度及(ji)高的生物相(xiàng)容性,因其這(zhe)♻️些特性,使得(de)钛合金 6AL-4V 成爲(wei)醫用植入器(qì)械的最常用(yòng)的材料。钛合(hé)金 6AL-4V 通常用于(yú)髋關節、骨螺(luó)釘、膝關節、接(jiē)骨闆、種植牙(ya)、脊椎🤩連接元(yuan)件♉等的制作(zuo)。

钛合金具有(you)的特性之一(yi)是加工硬化(huà)。在加工過程(cheng)剪切角大,産(chan)生的切屑薄(bao),并會在刀具(ju)上形成相對(duì)小的接觸區(qu)域👄。另外,加工(gong)過程中的高(gao)切削力,同時(shí)結合切屑流(liú)動時的摩擦(cā)力,這些因素(sù)都會導緻刀(dao)具局部切削(xuē)熱過高。而钛(tài)合金熱傳導(dao)性📞差,導緻産(chan)生的熱量不(bu)能很好地傳(chuán)‼️導出去。于是(shi),大量的切削(xue)熱集中于切(qie)削刃及刀具(ju)表面。高的切(qie)削力,切削熱(rè)會綜合引起(qi)月牙窪的産(chan)生,同時還會(hui)引起刀具的(de)快速失效。這(zhè)些因素💃導緻(zhi)的産品質量(liàng)不過關,以及(ji)🤩刀具的高損(sun)耗,對于企‼️業(yè)來說都是一(yī)個不得不考(kǎo)慮的問題。

钛(tài)合金相對于(yú)鋼彈性更佳(jiā)是因其有相(xiàng)對低的彈性(xìng)模量✌️。因此,爲(wèi)了保障工件(jian)的反彈小,應(yīng)避免切削力(lì)過大。薄壁件(jiàn)❤️在刀具壓力(lì)下通常都會(hui)有變形的👨‍❤️‍👨趨(qū)勢,同時還會(huì)引起震顫、摩(mó)擦甚至公差(cha)等問題。因此(ci),解決這些問(wèn)題的關鍵是(shì)保證整個系(xi)🥵統的剛性💜,采(cai)用鋒利的切(qiē)削刃、正确的(de)幾何形體的(de)刀具是非常(cháng)的有必要的(de)!另外,钛合金(jin)具有在高溫(wen)下與切削刀(dao)具發生化學(xue)反應合金化(huà)的趨勢,其切(qie)屑有焊接到(dao)刀具表面的(de)趨勢。這些都(dou)是不得不考(kao)👨‍❤️‍👨慮的因素!

可(kě)靠緊湊的機(jī)床夾具

醫療(liao)器械加工設(she)備需要具備(bei)能加工由難(nán)加工材料 ( 如(rú)钛合金或不(bu)鏽鋼 ) 制成的(de)、精度要求高(gāo)的小而複雜(za)的零件,例如(ru)加工骨頭及(ji)關節的替代(dài)件就相當複(fu)雜。由于被加(jiā)工材料的切(qiē)削性能差,因(yin)此通常以棒(bàng)料作爲毛坯(pi)料 —— 這就意味(wèi)着有大量的(de)金屬需要被(bei)去除。也有一(yi)部分零🏃‍♂️件被(bei)⭕鑄造成接近(jin)成品的形狀(zhuàng),但這也增加(jia)了一些麻煩(fan) —— 需要制造複(fú)雜而昂貴的(de)夾具。

增加加(jiā)工複雜性的(de)另一因素是(shi)公差範圍窄(zhǎi)。

醫療器械零(ling)部件工件材(cái)料、加工精度(du)、表面光潔度(du)等要求非💃🏻常(chang)高,這些都要(yao)求加工系統(tǒng)的可靠性要(yào)高。因而,也對(dui)機床、夾具、刀(dao)具、 CAM 軟件等提(ti)出了極高的(de)要求。

醫療器(qi)械零部件加(jia)工的特點及(ji)其要求,無疑(yi)推動了加工(gōng)技術以及解(jie)決方案的發(fa)展,以提高中(zhong)小企🔅業加♻️工(gong)醫用器械的(de)競争力及生(sheng)産效率。

穩定(ding)高效的刀具(jù)

一般來說,醫(yī)療器械行業(ye)與其他機械(xie)加工行業有(yǒu)三點不同:

第(dì)一,對機床的(de)要求相對較(jiao)高,像瑞士自(zì)動車床、多🍉主(zhǔ)軸機🈲床📐和回(hui)轉工作台等(děng)先進的醫療(liáo)器械加工設(shè)備,與通🏃🏻常看(kàn)到的加工中(zhong)心及車床完(wán)全不同,他們(men)的結構非常(chang)緊湊、尺🌈寸也(yě)非常小。爲了(le)配合這些要(yào)求,刀具的結(jie)構也⛷️需要有(yǒu)特殊的設計(ji),要求刀具的(de)尺寸也要很(hěn)小,同時還👄要(yao)保證刀具的(de)剛性。像 SWISSCUT 系列(lie)專門針對凸(tu)輪式機床的(de)設計,就減少(shǎo)了加工區域(yu)狹小易産生(sheng)幹涉的問題(ti),讓其可以很(hen)方便地從刀(dāo)杆的兩側更(geng)換刀片,高精(jīng)度的刀片和(hé)牢固的刀座(zuo)設計保證了(le)較高的重複(fu)定位精度。 MINCUT 是(shi) ISCRA 公司最新研(yan)發的刀具,既(jì)可用于車削(xue),也可用于銑(xǐ)削💜,小規格刀(dāo)具卻具有高(gāo)剛性,讓其可(kě)應用于多主(zhu)♈軸機床或者(zhe)是加工中心(xīn)上。

第二點是(shi),對加工效率(lǜ)的要求高,對(dui)于醫療器械(xiè)而言☁️,最最看(kàn)重的就是加(jia)工效率,也就(jiù)是加工節拍(pai),其要求在最(zui)短的時間内(nei),能夠更換刀(dao)片。 MULTI-MASTER 變形金剛(gang)可換刀頭系(xì)列,隻需要幾(jǐ)秒鍾就可換(huàn)上不同㊙️的銑(xǐ)刀頭。快換刀(dao)頭的理念,對(dui)加工效率具(jù)有很好的保(bao)證。同時也要(yào)求刀具的壽(shou)命要盡可能(neng)的♍穩定、盡可(ke)能的長。應盡(jin)可能采🔱用高(gao)品質的刀具(jù),兼具塗層、刃(ren)口、斷屑槽型(xíng)、刀具結構形(xing)式的整體配(pei)合📧的。這樣,才(cái)能保證機床(chuang) 24 小時運轉,使(shi)得機床以非(fēi)常高的生産(chǎn)效率與市場(chang)🈚上其🔴他的競(jìng)争對手進行(hang)競争,從而取(qu)得競争優勢(shì)🌏!

第三,從工件(jian)本身來說,它(ta)自身便與其(qi)他機械零部(bù)件有着很大(da)的區别。植入(ru)人體的醫療(liao)器械首先要(yào)求表👣面光潔(jié)度非常好,精(jing)度非常高,不(bú)能有任何偏(piān)👌差,這就對刀(dāo)具的刀片結(jié)構、刀片的塗(tú)層都有及其(qi)嚴格的要求(qiu)。此外,對刀片(piàn)的重複定位(wèi)精度也有嚴(yan)♌格的眼球,使(shǐ)其可以在保(bao)證效率提高(gāo)的同時不會(huì)忽視高質量(liang)!

完整的解決(jue)方案

ISCAR 深入分(fèn)析了醫學器(qi)械工業植入(ru)物的特點,爲(wèi)了提高這些(xiē)😘非常關鍵的(de)元件的加工(gōng)性, ISCAR 設計制作(zuo)了針對此行(hang)業的特制刀(dāo)具、刀片以及(ji)卷屑槽以加(jiā)工钛合金 Ti6Al4V 并(bing)獲取此領域(yù)所需的高精(jing)度的公差值(zhi)。同時,爲了配(pèi)合此🆚類零🛀🏻件(jiàn)制造商,降低(di)他們的成本(běn),采用他們已(yi)有的生産設(shè)備, ISCAR 也提供特(te)制定制刀具(jù)以滿足不同(tóng)場合的應用(yòng)。

ISCAR 特制的帶鋒(feng)利切削刃的(de)整體硬質合(he)金立銑刀可(ke)用⚽于凹型零(líng)件的加工并(bing)免除毛刺。這(zhe)些立銑刀能(neng)在半精加🎯工(gōng)及精加工中(zhong)👄,實現最大 0.01mm 餘(yú)量的抛光銑(xǐ)!同時還研發(fā)了應用于加(jia)工钛合金及(jí)不鏽鋼的刀(dāo)具 —— 基于超細(xi)晶粒基體進(jìn)行 PVD 塗層,實現(xiàn)了高切削速(su)度 + 高進給的(de)高速加工。其(qi)銑刀直徑小(xiao),編程中可采(cǎi)用偏🔞斜🐪加工(gong)⛱️策略,其優點(dian)在于獲得刀(dāo)具外徑上的(de)切削速度,排(pái)屑流暢,切削(xuē)區域接觸面(miàn)積下,切削熱(re)更低!

同時研(yan)發部門還發(fā)現,車削應用(yong)在醫學器械(xiè)工業中☔,刀片(piàn)牌号🐆抑或卷(juàn)屑槽等都需(xu)要進行改進(jìn)。爲滿足用戶(hù)需🤟求,還專門(men)研制了高品(pin)質的磨制刀(dao)片,諸如 VCET DCET CCET 等,刀(dao)片槽型爲 WF 。其(qí)先進生産技(jì)術保障了此(cǐ)類改進刀片(pian)帶有抛光❓的(de)卷屑槽,以🐪實(shi)現半精加工(gong)及精加工的(de)優越表面質(zhi)量。在某些特(te)殊應用中📱,還(hái)提供帶 MD 卷屑(xie)槽的 VCGT 刀片,以(yi)獲取高表面(miàn)質量。

采用經(jīng)過實踐證明(míng)過的工藝及(ji)刀具和驗證(zhèng)過的📞切削參(can)數可💁以更及(ji)時地面對市(shì)場推出的醫(yī)療器械零部(bu)件零部件加(jia)工。基于多年(nián)在醫療器械(xie)行業🈲的經驗(yàn)🏒,還推出了醫(yī)療器械行🏒業(ye)的刀具套盒(he),配合專用機(ji)床,共同爲客(kè)戶提供完美(mei)的解決方案(àn)!

 

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