關于(yú)CNC加工在(zài)醫療器(qi)械行業(ye)針對難(nán)加工材(cái)料的解(jie)決方案(an)

近(jin)幾年來(lái) CNC 加工中(zhōng)的醫療(liao)器械行(háng)業呈動(dong)态增長(zhang)趨勢，醫(yi)療器械(xiè)制造商(shang)們✊也在(zài)持續尋(xún)覓更佳(jiā)的車削(xue)中心及(jí)良好刀(dao)具，用以(yi)提升其(qi)在行🔴業(ye)中的競(jìng)争優勢(shì)，而這些(xie)都成爲(wei)刀具業(ye)㊙️、機床業(yè)、夾具業(ye)♻️業務增(zēng)長的一(yi)大重要(yao)的渠道(dao)。而 ISCAR 伊斯(sī)卡正是(shì)看到了(le)這個巨(ju)大的發(fa)展前景(jing)，投入了(le)大量的(de)人力🙇‍♀️和(hé)物力，來(lái)研發醫(yī)療器械(xiè)加工專(zhuān)用刀具(ju)。爲💃🏻此其(qi)特意在(zai)以色列(lie)💚的總部(bu)成立了(le)一個專(zhuan)門的醫(yī)療器械(xiè)行業刀(dao)具研發(fā)部門，有(yǒu) 7 名專業(ye)的工程(cheng)師專門(mén)從事解(jie)決方案(àn)的設計(jì)，他們都(dou)有着豐(feng)富的經(jīng)驗，并且(qiě)從事醫(yī)療器械(xie)加工刀(dao)具的研(yán)究都超(chao)過了 12 年(nián)。截止到(dào)現在，其(qí)用于醫(yi)療器械(xiè)行業的(de)刀具在(zai)公㊙️司所(suo)有🌐刀具(ju)産品中(zhong)的比重(zhòng)約爲 6% ～ 7% ，并(bìng)預計在(zài)今後 2 ～ 3 年(nian)，這個比(bǐ)重将會(hui)上升至(zhi) 10% ～ 12% 。

難加工(gong)的钛合(he)金材料(liào)

90% 的醫療(liao)器械植(zhi)入部件(jian)由 Ti6Al4V 钛合(he)金制成(cheng)，源于輕(qīng)質、高強(qiang)度及高(gao)的生物(wu)相容性(xìng)，因其這(zhè)些特性(xing)，使得钛(tai)合金 6AL-4V 成(cheng)爲醫用(yòng)植入器(qì)械的最(zui)常用的(de)材料。钛(tai)合金 6AL-4V 通(tong)常用于(yu)髋關節(jie)、骨螺釘(ding)、膝關節(jie)、接骨闆(pǎn)、種植牙(yá)、脊椎連(lián)接元件(jiàn)♋等的制(zhi)作。

钛合(he)金具有(yǒu)的特性(xìng)之一是(shì)加工硬(yìng)化。在加(jia)工過程(cheng)🔞剪切角(jiao)🌈大，産生(sheng)的切屑(xiè)薄，并會(huì)在刀具(jù)上形成(cheng)相對小(xiǎo)的🏃‍♀️接觸(chu)區域。另(ling)外💜，加工(gōng)過程中(zhong)的高切(qiē)削力，同(tong)時結合(hé)切屑流(liú)動⛹🏻‍♀️時的(de)摩擦力(lì)，這些因(yīn)素都會(hui)導緻刀(dao)具局部(bu)切削熱(rè)過高。而(ér)钛合金(jin)熱傳導(dǎo)性差，導(dao)緻産🔞生(sheng)的熱量(liàng)不能很(hen)好地傳(chuán)導出去(qu)。于是，大(dà)量的切(qie)削熱集(jí)中于切(qiē)削刃及(jí)刀具表(biao)面。高的(de)切削力(li)，切削熱(re)會綜合(hé)引📱起月(yuè)牙窪的(de)産生，同(tong)時還🌈會(huì)引起刀(dao)具的快(kuai)速失效(xiào)。這些因(yīn)素導緻(zhì)的産品(pǐn)質量✉️不(bú)過關，以(yi)及刀具(ju)的高📱損(sǔn)耗，對于(yú)企業來(lai)說都是(shi)一個不(bu)得不考(kǎo)慮的問(wen)題。

钛合(he)金相對(duì)于鋼彈(dàn)性更佳(jia)是因其(qi)有相對(dui)低的彈(dan)性⭕模量(liàng)。因🈲此，爲(wei)了保障(zhang)工件的(de)反彈小(xiao)，應避免(miǎn)切削📱力(lì)過大。薄(bao)壁件在(zài)刀具壓(yā)力下通(tong)常都會(huì)有變形(xing)的趨勢(shi)，同時還(hái)會引起(qi)震顫、摩(mó)擦甚至(zhi)公差等(děng)問題。因(yin)此，解決(jué)這些問(wen)題的關(guān)鍵是保(bǎo)證整個(gè)系統的(de)剛性，采(cai)用鋒利(li)的切削(xuē)刃、正确(què)的幾何(he)形體的(de)刀具是(shì)非❌常的(de)有必要(yào)的！另外(wài)，钛合金(jīn)具有在(zài)高溫下(xia)與切削(xuē)刀具發(fa)生化學(xue)反應合(he)金🌈化的(de)趨勢，其(qí)切屑有(you)焊接到(dào)刀具表(biao)面的趨(qū)勢👌。這些(xiē)都是不(bú)得不考(kǎo)♉慮的因(yin)素！

可靠(kao)緊湊的(de)機床夾(jiá)具

醫療(liáo)器械加(jia)工設備(bei)需要具(ju)備能加(jiā)工由難(nan)加工材(cai)料 ( 如钛(tài)合金或(huo)不鏽鋼(gang) ) 制成的(de)、精度要(yào)求高的(de)小而複(fu)雜的零(ling)件，例如(rú)加工骨(gu)頭及關(guān)節的替(ti)代件就(jiu)相當複(fú)雜。由于(yu)被加工(gōng)材料的(de)切削性(xìng)能差，因(yīn)此通常(cháng)以棒料(liao)作爲毛(mao)坯料 —— 這(zhè)就意味(wèi)着有大(da)量的金(jīn)屬需要(yào)被去除(chu)。也有一(yi)部分零(líng)件被鑄(zhù)造成接(jie)近成品(pǐn)的形狀(zhuàng)，但這也(ye)增加了(le)一些麻(má)煩 —— 需要(yao)制造複(fu)雜而昂(ang)貴的夾(jia)具。

增加(jia)加工複(fú)雜性的(de)另一因(yīn)素是公(gōng)差範圍(wéi)窄。

醫療(liáo)器械零(ling)部件工(gōng)件材料(liao)、加工精(jīng)度、表面(miàn)光潔度(dù)🔴等要求(qiú)非常高(gao)，這些都(dōu)要求加(jia)工系統(tong)的可靠(kao)性要高(gāo)。因🌈而，也(ye)對機💁床(chuang)、夾具、刀(dao)具、 CAM 軟件(jiàn)等提出(chū)了極高(gāo)的要求(qiu)。

工件通(tong)常在瑞(rui)士自動(dong)車床、多(duō)主軸機(ji)床和回(huí)轉工❄️作(zuò)台😘等國(guo)際先進(jìn)的醫療(liáo)器械加(jia)工設備(bèi)上加工(gong)。這些機(jī)❗床的特(tè)點大都(dou)是尺寸(cùn)非常小(xiao)、結構非(fēi)常緊湊(còu)🤩。

醫療器(qì)械零部(bu)件加工(gōng)的特點(diǎn)及其要(yào)求，無疑(yí)推動了(le)❗加工技(ji)術以及(ji)解決方(fang)案的發(fa)展，以提(tí)高中小(xiao)企業加(jia)工醫用(yong)器械的(de)競争💜力(li)及生産(chǎn)效率。

穩(wen)定高效(xiào)的刀具(jù)

一般來(lai)說，醫療(liáo)器械行(háng)業與其(qí)他機械(xie)加工行(hang)業有✊三(sān)點不㊙️同(tong)：

第一，對(duì)機床的(de)要求相(xiang)對較高(gāo)，像瑞士(shi)自動車(chē)床、多主(zhǔ)軸機床(chuáng)和回轉(zhuǎn)工作台(tai)等先進(jin)的醫療(liáo)器械加(jiā)工設備(bei)，與通常(cháng)看到的(de)♈加工👨‍❤️‍👨中(zhōng)心及車(chē)床完全(quan)不同，他(ta)👌們的結(jié)構非常(cháng)緊湊、尺(chi)寸也非(fēi)常小。爲(wèi)了配合(he)這些要(yao)求，刀具(ju)的結構(gou)也需要(yào)有特殊(shū)的設計(ji)，要求刀(dao)具🐪的尺(chi)寸也要(yào)✂️很小，同(tóng)時還要(yào)保證刀(dao)具的剛(gang)性。像 SWISSCUT 系(xi)列專門(men)針對凸(tu)輪式機(ji)床的設(she)計，就減(jiǎn)少了加(jiā)工區域(yu)狹小♈易(yi)産生幹(gan)涉的問(wen)題，讓其(qí)可以很(hěn)方便地(dì)從刀杆(gǎn)的兩側(cè)更換刀(dāo)片，高精(jing)度的刀(dāo)片和牢(lao)固的刀(dao)座設計(ji)保證了(le)較高的(de)重複✨定(dìng)位精度(du)。 MINCUT 是 ISCRA 公司(sī)最新研(yan)發的刀(dao)具，既可(kě)用于車(chē)削，也可(kě)用于銑(xi)削，小規(guī)格刀具(jù)卻具有(yǒu)高剛性(xing)，讓其可(kě)應用于(yu)多主軸(zhou)機床或(huò)者是加(jia)工中心(xīn)上。

第二(er)點是，對(dui)加工效(xiao)率的要(yao)求高，對(dui)于醫療(liáo)器械而(er)言，最最(zui)❄️看重的(de)就是加(jiā)工效率(lǜ)，也就是(shi)加工節(jie)拍，其要(yao)求在最(zui)短的時(shí)間内，能(neng)夠更換(huàn)刀片。 MULTI-MASTER 變(biàn)形金剛(gāng)可換刀(dāo)頭系列(lie)，隻需要(yao)幾秒鍾(zhōng)就可換(huàn)上不同(tong)🔱的銑刀(dao)😘頭。快換(huan)刀頭的(de)理念，對(duì)加工效(xiào)率具有(you)很好的(de)保證。同(tóng)時也要(yao)求刀具(ju)的壽命(mìng)要盡可(kě)能的穩(wěn)定、盡📱可(kě)能的長(zhǎng)。應盡可(ke)能采用(yong)高品質(zhì)的刀具(ju)，兼具塗(tú)層、刃口(kǒu)、斷屑槽(cáo)型、刀具(ju)結構形(xing)式的整(zheng)體配合(he)㊙️的。這樣(yang)，才能保(bao)證機床(chuáng) 24 小時運(yun)轉，使得(de)機床以(yǐ)非常高(gāo)的生産(chǎn)效率與(yǔ)市場上(shàng)其🐕他的(de)競争對(duì)手進行(háng)競争，從(cong)而取得(dé)競争優(you)勢！

第三(san)，從工件(jian)本身來(lai)說，它自(zi)身便與(yu)其他機(jī)械零部(bu)件有着(zhe)很♍大的(de)區别。植(zhi)入人體(ti)的醫療(liao)器械首(shǒu)先要求(qiu)表面光(guang)潔度非(fēi)常好，精(jīng)🈲度非常(chang)高，不能(néng)有任何(hé)偏差，這(zhe)就💁對刀(dao)具的刀(dāo)片👅結構(gou)、刀片的(de)塗層都(dōu)有及其(qi)嚴格的(de)要🌈求。此(ci)外，對💔刀(dao)片的重(zhong)複定位(wèi)精度也(ye)有嚴👉格(gé)的眼球(qiú)，使其可(kě)以在保(bao)證效率(lü)提高的(de)同時不(bú)會忽視(shì)高質量(liang)！

完整的(de)解決方(fāng)案

ISCAR 深入(rù)分析了(le)醫學器(qi)械工業(yè)植入物(wù)的特點(diǎn)，爲了提(ti)高💔這些(xiē)🏃‍♂️非常關(guān)鍵的元(yuan)件的加(jia)工性， ISCAR 設(she)計制作(zuò)了針對(duì)此行業(ye)的特制(zhi)刀具、刀(dao)片以及(jí)卷屑槽(cao)以加工(gong)钛合金(jin) Ti6Al4V 并獲取(qu)此領域(yù)所需的(de)高精度(dù)的公差(cha)值。同時(shí)，爲了配(pei)合此類(lei)零件制(zhi)造商，降(jiàng)低他們(men)的成本(ben)，采用他(tā)們♋已有(you)的生産(chan)設備， ISCAR 也(yě)提供特(te)制定制(zhi)刀具以(yǐ)滿足不(bú)同場合(hé)的應用(yòng)。

ISCAR 特制的(de)帶鋒利(li)切削刃(ren)的整體(tǐ)硬質合(hé)金立銑(xi)刀可用(yong)于凹型(xíng)零件的(de)加工并(bing)免除毛(mao)刺。這些(xiē)立銑刀(dāo)能在半(bàn)精加工(gōng)及精加(jiā)工中，實(shi)現最大(dà) 0.01mm 餘量的(de)抛光銑(xi)！同時還(hái)研發了(le)應用于(yu)加工钛(tai)合金及(jí)不鏽鋼(gang)🔴的刀具(ju) —— 基于超(chāo)細晶粒(lì)基體進(jin)行 PVD 塗層(céng)，實現了(le)高切削(xue)速度 + 高(gao)進給的(de)高速加(jiā)工。其銑(xǐ)刀直徑(jìng)小，編程(cheng)中可采(cai)用偏斜(xié)加工策(cè)‼️略，其優(you)點在于(yú)獲得刀(dāo)具外徑(jing)上的切(qiē)削速度(du)，排屑流(liu)暢，切削(xuē)區域接(jie)觸面積(jī)下，切削(xuē)熱更低(di)！

同時研(yan)發部門(mén)還發現(xian)，車削應(yīng)用在醫(yī)學器械(xie)工業中(zhong)👄，刀片牌(pái)号抑或(huò)卷屑槽(cao)等都需(xu)要進行(hang)改進。爲(wèi)滿足用(yong)戶需求(qiu)，還專門(men)研制了(le)高品質(zhì)的磨制(zhi)刀片，諸(zhu)如 VCET 、 DCET 、 CCET 等，刀(dao)片槽型(xing)爲 WF 。其先(xian)進生産(chǎn)技術保(bao)障了此(ci)類改進(jìn)刀片帶(dai)有抛光(guāng)的卷屑(xiè)槽，以實(shí)現半精(jing)加工及(jí)精加工(gōng)的優越(yuè)表面質(zhì)量。在某(mou)些特☎️殊(shu)應㊙️用中(zhong)☀️，還提供(gong)帶 MD 卷屑(xiè)槽的 VCGT 刀(dāo)片，以獲(huo)取高表(biao)面質量(liàng)。

其 JET-CUT 系列(liè)切斷刀(dāo)，刀片寬(kuān)度 3mm 和 4mm ，刀(dāo)具壽命(ming)長，加工(gong)表面質(zhi)量高。這(zhè)些研發(fā)創新都(dōu)源自其(qí)信念 —— 升(sheng)級無極(jí)限，同時(shí)還已研(yán)制出基(ji)于 TANG-GRIP 系列(liè)的 HP 高壓(ya)冷卻系(xi)統刀具(jù)。

采用經(jing)過實踐(jian)證明過(guo)的工藝(yì)及刀具(ju)和驗證(zheng)過的切(qie)削參數(shu)🐆可以更(geng)及時地(di)面對市(shì)場推出(chu)的醫療(liáo)器械零(ling)部件🔴零(líng)部🌈件加(jiā)工。基于(yú)多年在(zai)醫療器(qi)械行業(ye)的經驗(yan)，還推出(chū)了醫療(liao)器械行(háng)💔業的刀(dāo)具套盒(he)，配合專(zhuān)用機床(chuáng)，共同爲(wèi)客👈戶提(tí)供完美(měi)的解決(jue)方案！