關于CNC加(jia)工在醫療(liáo)器械行業(ye)針對難加(jiā)工材料的(de)解決💁方案(àn)

近幾年來(lái) CNC 加工中的(de)醫療器械(xiè)行業呈動(dong)态增長趨(qu)勢，醫療器(qi)械制造商(shāng)們♉也在持(chí)續尋覓更(gèng)佳的車削(xue)中心及良(liáng)好刀具，用(yong)以提升其(qi)在行😍業中(zhōng)的競争優(yōu)勢，而這些(xiē)都成爲刀(dao)具業、機床(chuang)業、夾具業(yè)業務增長(zhǎng)的一大重(zhòng)要的渠道(dao)♌。而 ISCAR 伊斯卡(kǎ)正是看到(dào)了這個巨(ju)大的發展(zhǎn)前景，投入(ru)了大量的(de)人☂️力和物(wù)力，來研發(fa)醫療器械(xiè)加工專用(yòng)刀具。爲此(cǐ)其❄️特意在(zai)以色列的(de)總部成立(li)了一個專(zhuan)門的醫療(liao)器械行業(ye)刀具🌈研發(fa)部門，有 7 名(ming)專業的工(gōng)程師專門(men)從事解決(jué)方案的設(shè)計，他們都(dou)有着豐富(fu)的經驗，并(bing)且從事醫(yī)療器械加(jia)工刀具的(de)研究都超(chao)過了 12 年。截(jié)止到現在(zai)，其用于醫(yi)療器械行(hang)業的刀具(ju)在公司所(suo)有刀具産(chǎn)品中的比(bǐ)重約爲 6% ～ 7% ，并(bìng)預計在今(jīn)後 2 ～ 3 年，這個(ge)比重将會(huì)上升至 10% ～ 12% 。

難(nan)加工的钛(tài)合金材料(liao)

90% 的醫療器(qi)械植入部(bù)件由 Ti6Al4V 钛合(hé)金制成，源(yuan)于輕質、高(gao)強度及高(gāo)的生物相(xiàng)容性，因其(qí)這些特性(xìng)，使得钛合(hé)金 6AL-4V 成爲醫(yi)用植入器(qi)械的最常(chang)用的材料(liao)。钛合金 6AL-4V 通(tōng)常用于髋(kuān)關節、骨螺(luo)釘、膝關節(jiē)、接骨闆、種(zhong)植牙、脊椎(zhui)連接元件(jian)等的制作(zuò)。

钛合金具(jù)有的特性(xing)之一是加(jiā)工硬化。在(zài)加工過程(chéng)剪切角大(da)，産生的切(qiē)屑薄，并會(hui)在刀具上(shang)形成相對(dui)小的🐕接觸(chu)區域。另外(wài)，加工過程(cheng)中的高切(qiē)削力，同時(shí)❌結合切屑(xie)流動時的(de)摩擦力，這(zhe)些因素都(dou)會導緻刀(dao)具局部切(qie)削熱過高(gāo)㊙️。而钛合金(jīn)熱傳導性(xìng)差，導緻産(chǎn)生的熱量(liang)不能很好(hao)地傳導出(chu)去。于是，大(dà)量的切削(xue)熱集中于(yu)切削刃及(jí)刀具表面(miàn)。高的切削(xue)力，切削熱(rè)會綜合引(yin)🐆起月牙窪(wā)的産生，同(tóng)時還會引(yǐn)起刀具的(de)快速失效(xiào)。這些因素(sù)✂️導緻的産(chǎn)品質量不(bú)過關，以及(jí)刀具的高(gao)損耗，對于(yu)企業來說(shuō)都是一個(ge)不得不考(kao)慮的問題(tí)。

钛合金相(xiang)對于鋼彈(dàn)性更佳是(shì)因其有相(xiàng)對低的彈(dan)㊙️性模量🥰。因(yīn)此，爲了保(bǎo)障工件的(de)反彈小，應(ying)避免切削(xue)力過大。薄(bao)壁件在刀(dāo)具壓㊙️力下(xià)通常都會(hui)有變形的(de)🔅趨勢，同時(shi)還會引起(qǐ)震🎯顫、摩擦(cā)甚至公差(cha)等問題。因(yin)此，解決這(zhè)些問題的(de)關鍵是保(bǎo)證整個系(xi)統的剛性(xìng)，采用鋒利(li)的切削刃(ren)、正确的幾(jǐ)何形體的(de)刀具是非(fei)❄️常的有必(bi)要的！另外(wài)，钛合金具(ju)☂️有在高溫(wēn)下與切削(xuē)刀具發生(shēng)💋化學反應(yīng)合金化的(de)趨勢，其切(qie)屑有焊接(jie)到刀具表(biǎo)面的趨勢(shì)。這些都是(shi)不得不考(kǎo)慮的因素(sù)！

可靠緊湊(cou)的機床夾(jiá)具

醫療器(qì)械加工設(shè)備需要具(jù)備能加工(gong)由難加工(gōng)材料🌂 ( 如钛(tai)合金或不(bu)鏽鋼 ) 制成(cheng)的、精度要(yào)求高的小(xiao)而複雜的(de)零件，例如(ru)加工🧑🏾‍🤝‍🧑🏼骨頭(tóu)及關⁉️節🔅的(de)替代件就(jiu)相當複雜(za)。由于被加(jiā)工材料的(de)切削性能(néng)差，因此通(tōng)常以棒料(liao)作爲毛坯(pi)料 —— 這就意(yi)味着有大(da)量的金屬(shu)需要被去(qù)除。也有一(yi)部分零件(jiàn)被鑄造成(cheng)接近成品(pǐn)的形狀，但(dan)這也增加(jiā)了💞一些🈲麻(ma)煩 —— 需要制(zhì)造複雜而(er)昂貴的夾(jiá)具。

增加加(jia)工複雜性(xing)的另一因(yin)素是公差(chà)範圍窄。

醫(yī)療器械零(líng)部件工件(jiàn)材料、加工(gong)精度、表面(miàn)光潔度等(děng)✌️要求🐆非常(cháng)高，這些都(dou)要求加工(gong)系統的可(kě)靠性要高(gao)。因而，也對(dui)機床、夾具(jù)、刀🌈具、 CAM 軟件(jiàn)等提出了(le)極高的要(yào)求。

工件通(tong)常在瑞士(shì)自動車床(chuáng)、多主軸機(jī)床和回轉(zhuan)工💘作🈲台等(deng)♋國際⭕先進(jìn)的醫療器(qi)械加工設(she)備上加工(gong)。這些機床(chuáng)的特點大(dà)都是尺⁉️寸(cùn)非常小、結(jié)構非常緊(jin)湊。

醫療器(qì)械零部件(jian)加工的特(te)點及其要(yào)求，無疑推(tuī)動了加工(gong)🈚技♌術以及(ji)解決方案(an)的發展，以(yǐ)提高中小(xiao)企業加工(gong)醫用器械(xiè)的競争力(li)及生産效(xiao)率。

穩定高(gāo)效的刀具(jù)

一般來說(shuo)，醫療器械(xie)行業與其(qi)他機械加(jiā)工行業有(you)三點不同(tóng)：

第一，對機(ji)床的要求(qiú)相對較高(gao)，像瑞士自(zi)動車床、多(duō)主軸機床(chuang)和回轉工(gong)作台等先(xiān)進的醫療(liao)器械加工(gōng)設備，與通(tong)常看到的(de)加工中心(xin)及車床完(wan)全不同，他(ta)們的結構(gou)非常緊湊(còu)、尺寸也非(fēi)常小。爲了(le)配合這些(xie)要求，刀具(jù)❌的結構也(yě)需要有特(tè)殊的設計(ji)，要求刀具(ju)的尺寸也(ye)要很小，同(tóng)時還要保(bao)證刀具的(de)剛性。像 SWISSCUT 系(xi)列專門針(zhēn)對凸輪式(shì)機床的設(she)計，就減少(shao)了加工區(qu)域狹小易(yi)産生幹涉(she)的問題，讓(ràng)其可以很(hen)方便地從(cóng)刀杆的兩(liǎng)側更換刀(dāo)片，高精度(dù)的刀片和(he)牢固的刀(dao)座設計保(bao)證了較高(gāo)🐕的重複定(ding)位精度。 MINCUT 是(shi) ISCRA 公司最新(xin)研發的刀(dao)具，既可用(yong)于車削，也(ye)可用于銑(xǐ)削，小規♍格(gé)刀具卻具(ju)有高剛性(xìng)，讓其可應(ying)用于多主(zhu)軸機床或(huo)♍者是💜加工(gong)中心上。

第(dì)二點是，對(duì)加工效率(lǜ)的要求高(gao)，對于醫療(liáo)器械而言(yan)，最最🔞看重(zhong)🔅的就是加(jiā)工效率，也(yě)就是加工(gong)節拍，其要(yao)求在最短(duan)的時間内(nei)，能夠更換(huàn)刀片。 MULTI-MASTER 變形(xíng)金剛可換(huan)刀頭系列(liè)，隻需要幾(jǐ)秒鍾就可(ke)換上♉不同(tóng)的🏃🏻銑刀頭(tou)。快換刀頭(tou)的理念，對(dui)加工效率(lü)具有很好(hao)的保🏃‍♀️證。同(tong)時也🌈要求(qiu)刀具的壽(shou)命要盡可(ke)能的穩定(dìng)、盡可能的(de)長。應盡可(kě)能采🍓用高(gao)品質的刀(dao)具，兼具塗(tu)層、刃口、斷(duan)屑槽型、刀(dao)具結構形(xing)式的整體(ti)配合的。這(zhe)樣，才能保(bao)證機床 24 小(xiao)時運轉，使(shǐ)得機床以(yi)非常高的(de)生産效率(lǜ)與市場上(shang)其他的☔競(jing)争對手進(jìn)行競争，從(cong)而取得競(jing)争優勢！

第(di)三，從工件(jiàn)本身來說(shuō)，它自身便(bian)與其他機(jī)械零部件(jiàn)有着很大(dà)的區别。植(zhi)入人體的(de)醫療器械(xie)首先要求(qiu)表面光潔(jié)度非常好(hao)，精💃🏻度非常(chang)高，不能有(yǒu)任何偏差(chà)，這就對刀(dāo)具的刀片(pian)結構、刀片(pian)的塗🏃🏻‍♂️層都(dou)有及其嚴(yán)格的要求(qiu)。此外，對刀(dao)片的重🎯複(fú)定位精度(dù)也有嚴格(gé)的眼球，使(shǐ)其可以在(zài)保證效率(lü)提高的同(tong)時不會忽(hū)視高質量(liang)！

完整的解(jiě)決方案

ISCAR 深(shēn)入分析了(le)醫學器械(xiè)工業植入(rù)物的特點(dian)，爲了提高(gao)這些非常(chang)關鍵的元(yuan)件的加工(gōng)性， ISCAR 設計制(zhi)作了針對(duì)此行業的(de)特制刀具(ju)、刀片以及(ji)卷屑槽以(yǐ)⭕加㊙️工钛合(he)金 Ti6Al4V 并獲取(qǔ)此領域所(suo)需的高精(jing)度的公差(cha)值。同時，爲(wei)了⛹🏻‍♀️配合🔴此(ci)類零件制(zhi)造商，降低(di)他們的成(cheng)本，采用他(tā)們已有📐的(de)生産設備(bèi)， ISCAR 也提供特(tè)制定制刀(dāo)具以滿足(zú)不同場合(hé)的應用。

ISCAR 特(te)制的帶鋒(fēng)利切削刃(rèn)的整體硬(ying)質合金立(li)銑刀可用(yòng)于凹型零(ling)件的加工(gong)并免除毛(mao)刺。這些立(lì)銑刀能在(zai)半精加🚶‍♀️工(gong)及精加工(gōng)中，實現最(zuì)大 0.01mm 餘量的(de)抛光銑！同(tóng)時還研發(fa)了應用于(yu)加工钛合(hé)金及不🎯鏽(xiu)鋼的刀具(jù) —— 基于超細(xi)晶粒基體(tǐ)進行 PVD 塗層(céng)，實現了高(gāo)切削速度(dù) + 高進給的(de)高速加工(gong)。其銑刀直(zhí)徑小，編程(cheng)中可采用(yòng)偏斜加工(gong)策略，其優(yōu)點在于獲(huò)得刀具外(wài)徑上的切(qiē)削速度，排(pai)屑流暢，切(qie)削區域接(jie)觸面積下(xià)，切削熱更(geng)😍低！

同時研(yán)發部門還(hái)發現，車削(xuē)應用在醫(yī)學器械工(gōng)業中⛷️，刀片(piàn)牌号抑或(huò)卷屑槽等(děng)都需要進(jin)行改進。爲(wei)滿🔆足用戶(hu)需求，還專(zhuan)門研制🎯了(le)高品質的(de)磨制刀片(pian)，諸如 VCET 、 DCET 、 CCET 等，刀(dāo)片槽型爲(wèi) WF 。其先進生(shēng)産技術保(bǎo)障了此類(lei)改進刀片(piàn)帶有抛光(guāng)的卷屑槽(cao)，以實現半(bàn)精加工及(ji)精加工的(de)優越表面(mian)質量。在某(mǒu)些特殊應(ying)用中，還提(tí)供帶 MD 卷屑(xie)槽的 VCGT 刀片(piàn)，以獲取高(gāo)表面質量(liàng)。

其 JET-CUT 系列切(qiē)斷刀，刀片(piàn)寬度 3mm 和 4mm ，刀(dao)具壽命長(zhǎng)，加工表面(miàn)質量高。這(zhe)些研發創(chuàng)新都源自(zì)其信念 —— 升(shēng)級無極限(xian)，同時還已(yǐ)研制出基(jī)于 TANG-GRIP 系列的(de) HP 高壓冷卻(que)系統刀具(jù)。

采用經過(guo)實踐證明(míng)過的工藝(yì)及刀具和(he)驗證過的(de)切削參數(shù)可以更及(jí)時地面對(duì)市場推出(chu)的醫療器(qì)械零⛷️部件(jiàn)零部件加(jia)工。基于多(duo)年在醫療(liao)器械行業(ye)的經驗，還(hái)推出了醫(yī)療器械行(hang)業的刀具(ju)套盒，配合(he)專用機床(chuáng)，共同爲客(ke)戶提供完(wan)美的解決(jué)方案！