關(guān)于CNC加工在醫(yī)療器械行業(ye)針對難加工(gong)材料的解決(jue)方案

近幾年來 CNC 加(jia)工中的醫療(liao)器械行業呈(chéng)動态增長趨(qu)勢，醫療器械(xiè)制造商們也(ye)在持續尋覓(mi)更佳的車削(xuē)中心及良好(hǎo)刀具，用以提(tí)升其在行業(ye)中的競争優(you)勢，而這些都(dou)成爲刀具業(yè)✨、機床業、夾具(jù)業☂️業務增長(zhang)的一大重要(yào)的渠道💃🏻。而 ISCAR 伊(yi)斯卡正是看(kan)到了這個巨(ju)大的發展前(qián)景，投入了大(dà)量的人力和(hé)物力，來研發(fā)醫療器械加(jiā)工專用刀具(ju)。爲💜此其特意(yì)在以色列的(de)總部成立了(le)一個專門的(de)醫療器械行(hang)業刀具研發(fa)部門，有 7 名專(zhuān)業的工程師(shi)專門從事解(jiě)決方案的設(shè)計，他們都有(you)✊着豐富的經(jīng)驗，并且從事(shì)醫療器械加(jiā)工刀具的研(yan)究都超過了(le) 12 年。截止到現(xian)在，其用于醫(yi)療器械行業(ye)的刀具在公(gōng)司所有刀具(jù)産品中的比(bǐ)重約爲 6% ～ 7% ，并預(yu)計在今後 2 ～ 3 年(nian)，這個比重将(jiang)會上升至 10% ～ 12% 。

難(nan)加工的钛合(hé)金材料

90% 的醫(yī)療器械植入(ru)部件由 Ti6Al4V 钛合(he)金制成，源于(yú)輕質、高強度(du)及高的生物(wu)相容性，因其(qí)🐇這些特性，使(shi)得钛合金 6AL-4V 成(chéng)爲醫用植入(rù)器械的最常(chang)用的材料。钛(tai)合金 6AL-4V 通常用(yong)于髋關節、骨(gǔ)螺釘、膝關節(jiē)、接骨闆、種植(zhí)牙、脊椎連🐅接(jiē)元件等的制(zhì)作。

钛合金具(jù)有的特性之(zhī)一是加工硬(yìng)化。在加工過(guò)程剪切角大(dà)，産⛷️生的切屑(xiè)薄，并會在刀(dao)具上形成相(xiàng)對☎️小的接觸(chu)區域。另外，加(jia)工過程中的(de)高切削力，同(tong)時結合切☂️屑(xiè)流動🈚時的摩(mó)擦力，這些因(yin)素都會導緻(zhi)刀具局部切(qie)削熱過高‼️。而(ér)钛合金熱傳(chuan)導性差，導緻(zhi)産生的熱量(liang)不能很好地(dì)傳導出去。于(yu)是，大量的切(qie)削熱集中于(yú)切削刃及刀(dao)具表面。高的(de)切削力，切削(xuē)熱會綜合引(yin)🔆起月牙窪的(de)産生，同時還(hái)會引起刀具(jù)的快速失效(xiao)。這些因素導(dao)緻的産品質(zhì)量👌不過關，以(yi)及刀具的高(gao)💛損耗，對于企(qi)業來說都是(shi)一個不得🏃🏻不(bu)考慮的問題(tí)。

钛合金相對(dui)于鋼彈性更(geng)佳是因其有(yǒu)相對低的彈(dàn)性模量♌。因此(cǐ)，爲了保障工(gong)件的反彈小(xiao)，應避免切削(xuē)力過大。薄壁(bi)件🤩在刀🌈具壓(ya)🐅力下通常都(dou)會有變形的(de)🔱趨勢，同☎️時還(hái)會引起震顫(chan)、摩擦🛀甚至公(gōng)差等問題。因(yin)此，解決這些(xie)問題的關鍵(jiàn)是保♋證整個(ge)系統的剛性(xing)♈，采用鋒利的(de)切削刃、正确(que)的幾何形體(ti)的刀具是非(fēi)🌍常的有必要(yào)的！另外，钛合(hé)金具有在高(gao)溫下與切削(xuē)🔞刀具發生化(hua)學反應合金(jīn)化的趨勢，其(qi)切屑有焊接(jie)👌到刀具表面(miàn)的趨勢🐅。這些(xie)都是不得不(bu)考😄慮的因素(su)！

可靠緊湊的(de)機床夾具

醫(yī)療器械加工(gong)設備需要具(jù)備能加工由(you)難加工材料(liao)🥵 ( 如钛合金或(huò)不鏽鋼 ) 制成(cheng)的、精度要求(qiú)高的小而複(fú)雜的零件，例(li)如加工骨✌️頭(tóu)及關🥵節⭐的替(ti)代件就相當(dang)複雜。由于被(bèi)加工材料的(de)切削性能差(chà)，因此通常以(yi)棒料作爲毛(máo)坯料 —— 這就意(yi)味着有大量(liàng)的金屬需要(yao)被去除。也有(you)一部分零件(jian)被鑄造成接(jiē)近成品的形(xíng)狀，但這也增(zēng)加了一些麻(ma)煩 —— 需要制造(zao)複雜而昂貴(guì)的夾具。

增加(jia)加工複雜性(xing)的另一因素(su)是公差範圍(wéi)窄。

醫療器械(xie)零部件工件(jiàn)材料、加工精(jīng)度、表面光潔(jié)度等要求非(fei)常高，這些都(dōu)要求加工系(xi)統的可靠性(xìng)要🛀高。因而，也(ye)對機床、夾❗具(jù)、刀✉️具、 CAM 軟件等(děng)提出了極高(gāo)的要求。

工件(jiàn)通常在瑞士(shì)自動車床、多(duō)主軸機床和(hé)回轉工作台(tái)等國際先進(jin)的醫療器械(xie)加工設備上(shàng)加工。這些機(ji)床的特點大(dà)都是尺寸非(fēi)常小、結構非(fei)常緊湊。

醫療(liáo)器械零部件(jiàn)加工的特點(diǎn)及其要求，無(wu)疑推動了加(jia)工技術以及(ji)解決方案的(de)發展，以提高(gao)中小企🈲業加(jiā)工醫用器械(xie)的競争力及(jí)生産效率。

穩(wěn)定高效的刀(dao)具

一般來說(shuo)，醫療器械行(háng)業與其他機(jī)械加工行業(yè)有三點不同(tóng)：

第一，對機床(chuang)的要求相對(duì)較高，像瑞士(shì)自動車床、多(duō)主🔞軸機床🔴和(hé)🚶回轉工作台(tai)等先進的醫(yi)療器械加工(gōng)設備，與通常(cháng)看到的加工(gong)中心及車床(chuáng)完全不同，他(ta)們的結構非(fēi)常緊湊、尺寸(cùn)也非常小。爲(wei)了配合這些(xiē)要求，刀具的(de)結構也需要(yao)有特殊的設(she)計，要求刀具(jù)的尺寸也要(yào)✨很小，同時還(hai)要保證刀具(ju)的剛性。像 SWISSCUT 系(xi)列專門針對(dui)凸輪式機床(chuang)的設計，就減(jiǎn)少了加工區(qu)域狹小易産(chǎn)生幹涉的問(wèn)題，讓其可以(yi)很方便地從(cóng)刀杆的兩側(cè)🚩更換刀片，高(gāo)精度的刀片(piàn)和牢固的刀(dao)座設計保證(zheng)了較高的重(zhòng)複定位精度(du)。 MINCUT 是 ISCRA 公司最新(xin)研發的刀具(ju)，既可用于車(che)削，也可用于(yú)銑削，小規格(ge)刀具卻具有(you)高剛性，讓其(qi)可應用于多(duō)主軸機床或(huò)💋者是🙇🏻加工✂️中(zhōng)心上。

第二點(diǎn)是，對加工效(xiao)率的要求高(gāo)，對于醫療器(qi)械而言⚽，最最(zuì)看重😍的就是(shi)加工效率，也(ye)就是加工節(jie)拍，其要求在(zai)最短的時間(jiān)内，能🤞夠更換(huan)刀片。 MULTI-MASTER 變形金(jīn)剛可換刀頭(tou)系列，隻需要(yao)幾秒鍾就可(kě)換上不同的(de)🌈銑刀頭。快換(huan)刀頭的理念(niàn)，對加工效率(lǜ)具有👉很好的(de)保證。同時也(ye)要求刀具的(de)壽命要盡可(kě)能的穩定、盡(jin)可能的長。應(ying)盡♈可能采用(yòng)高品質的刀(dao)具，兼具塗層(céng)、刃口、斷屑槽(cao)❌型、刀具結✨構(gòu)形式的整體(tǐ)配合的。這樣(yang)，才能❓保證機(jī)床 24 小時運轉(zhuan)，使得機床以(yǐ)非常高的生(sheng)産效率與市(shi)場上❓其他的(de)競🆚争對手進(jin)行競争，從而(er)取得競争優(you)勢！

第三，從工(gong)件本身來說(shuō)，它自身便與(yǔ)其他機械零(ling)部件有着🙇🏻很(hěn)大💛的區别。植(zhi)入人體的醫(yi)療器械首先(xian)要求表🔴面光(guāng)潔度🏃🏻‍♂️非常好(hao)，精度非常高(gao)，不能有任何(he)偏差，這就對(dui)刀具的刀片(pian)結構、刀片的(de)塗層都有及(jí)其嚴格的要(yào)求。此外，對🧑🏾‍🤝‍🧑🏼刀(dāo)片的重複定(dìng)位精度也有(yǒu)嚴格的眼球(qiu)，使其可以在(zài)保證效率提(tí)高的同時不(bu)會忽視高質(zhi)量！

完整的解(jiě)決方案

ISCAR 深入(ru)分析了醫學(xue)器械工業植(zhi)入物的特點(dian)，爲了提🏒高這(zhe)些非常🔞關鍵(jian)的元件的加(jiā)工性， ISCAR 設計制(zhì)作了針對此(ci)行業的特制(zhi)刀具、刀片以(yi)及卷屑槽以(yǐ)🌍加工钛合金(jīn) Ti6Al4V 并獲取此領(lǐng)域所需的高(gāo)精度的公差(chà)值。同時，爲了(le)配合此😍類零(ling)件制造商，降(jiàng)低他們的成(cheng)本，采用他們(men)已有的生産(chǎn)設備， ISCAR 也提供(gòng)特制定制刀(dao)具以滿足不(bu)同場合的應(ying)用。

ISCAR 特制的帶(dai)鋒利切削刃(rèn)的整體硬質(zhì)合金立銑刀(dāo)可🐇用🥵于凹型(xíng)零件的加工(gong)并免除毛刺(ci)。這些立銑刀(dao)能在半精加(jia)🐅工及🛀精加工(gong)中，實現最大(dà) 0.01mm 餘量的抛光(guāng)銑！同時還研(yán)發了應用于(yú)加工钛合金(jīn)及不✔️鏽鋼的(de)刀具 —— 基于超(chao)細晶粒基體(tǐ)進行 PVD 塗層，實(shí)現了高切削(xue)速度 + 高進給(gei)的高速加工(gong)。其銑刀直徑(jing)小，編程中可(ke)采用偏斜加(jiā)工🐆策略，其優(yōu)點在于獲得(dé)刀具外徑上(shang)的切削速度(du)，排屑流暢，切(qie)削區域接觸(chu)面積下，切削(xuē)熱更🧡低！

同時(shí)研發部門還(hái)發現，車削應(ying)用在醫學器(qì)械工業中，刀(dao)片牌号抑或(huo)卷屑槽等都(dou)需要進行改(gǎi)進。爲滿👄足用(yòng)戶需求，還💯專(zhuan)門研制了高(gāo)品質的磨制(zhì)刀片，諸如 VCET 、 DCET 、 CCET 等(děng)，刀片槽型爲(wèi) WF 。其先進生産(chan)技術保障了(le)此類改進刀(dao)片帶有抛光(guang)☎️的🌈卷屑🌂槽，以(yi)⭐實現半精加(jia)工及精加工(gōng)的優越表面(mian)質量。在某些(xie)特🔞殊應用中(zhong)♻️，還提供帶 MD 卷(juàn)屑槽的 VCGT 刀片(piàn)，以獲取高表(biao)面質量。

其 JET-CUT 系(xi)列切斷刀，刀(dāo)片寬度 3mm 和 4mm ，刀(dao)具壽命長，加(jia)工表面質量(liang)高。這些研發(fa)創新都源🎯自(zi)其信念 —— 升級(ji)無極限，同時(shí)還已研制出(chu)基于 TANG-GRIP 系列的(de) HP 高壓冷卻系(xì)統刀具。

采用(yòng)經過實踐證(zhèng)明過的工藝(yi)及刀具和驗(yan)證過的切削(xuē)參數可以更(gèng)及時地面對(dui)市場推出的(de)醫療器械零(ling)部件📧零部件(jiàn)加工。基于多(duo)年在醫療器(qi)械行業🌐的經(jing)驗，還推出了(le)醫療器械行(hang)業的刀具套(tao)盒，配合專用(yong)機床，共同爲(wei)客戶提供完(wan)美的解決方(fang)案！