關于CNC加工在醫(yi)療器械行業針對(duì)難加工材料的解(jiě)決方案

近幾年(nián)來 CNC 加工中的醫療(liáo)器械行業呈動态(tai)增長趨勢，醫療器(qì)械制造商們也在(zài)持續尋覓更佳的(de)車削中心及良好(hao)刀💘具，用🏃‍♂️以提🥵升其(qí)在行業中的競争(zheng)優勢，而這些都成(cheng)爲刀具業、機床業(ye)、夾具業🌍業務增長(zhǎng)的一大重要的渠(qú)道。而 ISCAR 伊斯卡正是(shì)看到了這個巨大(dà)的發展前景，投入(rù)了大量🔞的人力和(hé)物力，來研發醫療(liáo)器械加工專用刀(dao)具。爲此其♈特意在(zài)以色列的總部成(cheng)立了一個專門的(de)醫療器械行業刀(dāo)具研發部門，有 7 名(míng)專業的工程師專(zhuan)門從事解決方案(an)的設計，他們都有(yǒu)着豐富的經驗，并(bing)且從事醫療器械(xiè)加工刀具的研究(jiū)都超過了 12 年。截止(zhǐ)到現在，其用于醫(yi)療器械行業的刀(dao)具在公司🏃🏻所有🧡刀(dao)具産品中的比重(zhong)約爲 6% ～ 7% ，并預計在今(jīn)後 2 ～ 3 年，這個比重将(jiang)會上升至 10% ～ 12% 。

難加工(gōng)的钛合金材料

90% 的(de)醫療器械植入部(bu)件由 Ti6Al4V 钛合金制成(cheng)，源于輕質、高強度(du)及高的生物相容(róng)性，因其☎️這些特🔱性(xing)，使得钛合金 6AL-4V 成爲(wèi)醫用植入器械的(de)最常用的材料。钛(tai)合金 6AL-4V 通常用于髋(kuan)關節、骨螺釘、膝關(guan)節、接骨闆、種植牙(ya)、脊椎🌈連⚽接元件等(deng)的制作。

钛合金具(jù)有的特性之一是(shi)加工硬化。在加工(gong)過程剪切角大，産(chǎn)生的切屑薄，并會(huì)在刀具上形成相(xiang)對小的接觸區域(yù)。另外，加工過程中(zhōng)的高切削力，同時(shí)結合切屑流動時(shi)的摩擦力，這些因(yīn)素都會導緻刀🈲具(ju)局部切削熱過高(gao)。而钛合金熱傳導(dǎo)性差，導緻産生的(de)熱量不能很好地(dì)傳導出去。于是，大(dà)量的切削熱集中(zhōng)于切⛹🏻‍♀️削刃及刀具(jù)表面。高的切削力(li)，切削熱會綜合引(yin)起月牙🌂窪的産生(sheng)，同時還會引起刀(dao)具的快速失效。這(zhe)些因素導緻的産(chan)品質量不過關，以(yǐ)及刀具的高損耗(hào)，對于企業來說都(dou)是一個不得♋不考(kao)慮的問題。

钛合金(jin)相對于鋼彈性更(gèng)佳是因其有相對(duì)低的彈性模量。因(yin)🐆此，爲了保障工件(jian)的反彈小，應避免(miǎn)切削力過大。薄壁(bì)件在刀具壓力下(xia)通常都會有變形(xing)的趨勢，同時還會(hui)🙇🏻引起震㊙️顫、摩擦甚(shen)至公🔞差等問題。因(yin)此，解決這些問題(ti)的✊關鍵是保證整(zheng)個系統的剛性，采(cai)用鋒利的切削刃(rèn)、正确的幾何形體(tǐ)的刀具是非常的(de)有必要㊙️的！另外，钛(tài)合金具🎯有在高溫(wen)下與切削刀具發(fa)生🈲化學反應合金(jīn)化的趨勢，其切屑(xiè)有焊接到刀具表(biao)面的趨勢。這些都(dōu)是不得不考💞慮的(de)因素！

可靠緊湊的(de)機床夾具

醫療器(qì)械加工設備需要(yào)具備能加工由難(nán)加工材料 ( 如钛合(hé)金或不鏽鋼 ) 制成(chéng)的、精度要求高的(de)小而複雜的零件(jian)，例如加工骨📐頭🌈及(jí)關節👅的替代件就(jiu)相當複雜。由于被(bèi)加工材料的切削(xue)性能差，因此通常(cháng)以棒料作爲毛坯(pi)料 —— 這就意味着有(yǒu)大量的金屬需要(yao)被去除。也有一部(bù)🔞分零件被鑄🛀🏻造成(chéng)接近成品的形狀(zhuang)，但這也增加了一(yī)些✌️麻煩 —— 需要制造(zao)複雜而昂貴的夾(jia)具。

增加加工複雜(za)性的另一因素是(shi)公差範圍窄。

醫療(liao)器械零部件工件(jian)材料、加工精度、表(biao)面光潔度等🧑🏾‍🤝‍🧑🏼要求(qiú)☂️非常高，這些都要(yao)求加工系統的可(ke)靠性要高。因而，也(yě)⭐對機床、夾具、刀具(ju)、 CAM 軟件等提出了極(jí)高的要求。

工件通(tōng)常在瑞士自動車(chē)床、多主軸機床和(hé)回轉工作🌏台等國(guó)際先進的醫療器(qì)械加工設備上加(jiā)工。這些機床的特(tè)點大都是尺寸非(fēi)常小、結構非常緊(jin)湊。

醫療器械零部(bu)件加工的特點及(jí)其要求，無疑推動(dong)了加工技術📐以及(ji)解決方案的發展(zhǎn)，以提高中小企業(yè)加🈲工醫用器械的(de)👉競争🧑🏾‍🤝‍🧑🏼力及生産效(xiào)率。

穩定高效的刀(dāo)具

一般來說，醫療(liáo)器械行業與其他(tā)機械加工行業有(yǒu)三點不同：

第一，對(duì)機床的要求相對(dui)較高，像瑞士自動(dòng)車床、多主🔴軸機🏃床(chuáng)🆚和回轉工作台等(deng)先進的醫療器械(xiè)加工設備，與通常(chang)看到的加工❗中心(xin)及車床完全不同(tóng)，他們的結構非常(cháng)緊湊、尺寸也非🐉常(chang)小。爲了配合這些(xie)要求，刀具的結構(gou)也需要有特殊的(de)設計，要求刀具的(de)尺寸也要很小，同(tong)時還要保證刀具(jù)的剛性。像 SWISSCUT 系列專(zhuan)門針對凸輪式機(jī)床的設計，就減少(shǎo)了加工區域狹小(xiǎo)易産生幹涉的問(wèn)題，讓其可以很方(fang)便地從刀杆的😍兩(liang)側更換刀片，高精(jing)度的刀片和牢固(gù)的刀座設計保證(zhèng)了較高♈的重複定(ding)位精度。 MINCUT 是 ISCRA 公司最(zui)新研發的刀具，既(ji)可用于車削，也可(ke)用于銑削，小規格(ge)刀具卻具有高剛(gang)性，讓其可應用于(yú)多主🐕軸機床或者(zhě)是加工中心上。

第(di)二點是，對加工效(xiao)率的要求高，對于(yu)醫療器械而言💞，最(zuì)最看💜重的就是加(jia)工效率，也就是加(jia)工節拍，其要求🤞在(zài)最短的時間⛹🏻‍♀️内，能(néng)夠更換刀片。 MULTI-MASTER 變形(xing)金剛可換刀頭系(xi)列，隻需要幾秒鍾(zhong)就可換上不同的(de)銑刀頭。快換刀頭(tóu)的理念，對加工效(xiào)率具有很好的保(bao)😍證。同時也要求🚶刀(dāo)具的壽命要盡可(kě)能的穩定、盡可能(néng)的長。應盡可能采(cai)用高品質的刀具(jù)，兼♉具塗層、刃口、斷(duàn)屑槽型、刀具結構(gòu)形式的整體配合(he)的。這樣，才能保證(zheng)機床 24 小時運轉，使(shǐ)得機床以非常高(gāo)的生産效率與市(shì)場上其他的競争(zheng)對手進行競争，從(cong)而取得競争優勢(shì)！

第三，從工件本身(shen)來說，它自身便與(yu)其他機械零部件(jiàn)有着很大的區别(bie)。植入人體的醫療(liáo)器械首先要⭐求表(biǎo)面光潔度♉非常好(hǎo)，精❓度非常高，不能(neng)有任何偏差，這就(jiu)對刀具的刀片結(jié)構、刀片的塗層都(dou)有及其嚴格的要(yao)求。此外，對刀片的(de)重複定位精度也(yě)有嚴格的眼球，使(shǐ)其可以在保證效(xiào)率提高的同時不(bú)會♌忽視高質量！

完(wán)整的解決方案

ISCAR 深(shen)入分析了醫學器(qì)械工業植入物的(de)特點，爲了提🔞高這(zhè)些非常關鍵的元(yuán)件的加工性， ISCAR 設計(jì)制作了針對此行(hang)業的特制刀具、刀(dao)片以及卷🍓屑📱槽㊙️以(yi)加工钛合金 Ti6Al4V 并獲(huò)取此領域所需的(de)高精度的公差值(zhí)。同時，爲了配合此(ci)類零件制造商，降(jiang)低他們的成本，采(cǎi)用他們🔞已有的生(sheng)産設備， ISCAR 也提供特(tè)制定制刀具以滿(mǎn)足不同場合的應(yīng)用。

ISCAR 特制的帶鋒利(li)切削刃的整體硬(yìng)質合金立銑刀可(kě)用于凹🧡型零件的(de)加工并免除毛刺(cì)。這些立銑刀能在(zai)半精加工及精加(jia)工中，實現最大 0.01mm 餘(yú)量的抛光銑！同時(shí)還研發了應用于(yu)加工钛合金及💋不(bú)🌈鏽鋼的刀具 —— 基于(yu)超細晶粒基體進(jin)行 PVD 塗層，實現了高(gāo)切削速度 + 高進給(gěi)的高速加工。其銑(xǐ)刀直徑小，編程中(zhong)可采用偏斜加🔞工(gong)🌈策🈲略，其優點在于(yu)獲得刀具外徑上(shàng)的切削速度，排屑(xie)流暢，切削區域接(jiē)觸面積下，切削熱(rè)更低！

同時研發部(bu)門還發現，車削應(yīng)用在醫學器械工(gōng)業🌂中，刀🏃🏻片牌号抑(yì)或卷屑槽等都需(xu)要進行改進。爲滿(man)足用戶需求，還專(zhuān)門研制了高品質(zhì)的磨制刀片，諸🥰如(ru) VCET 、 DCET 、 CCET 等，刀片槽型爲 WF 。其(qí)先進生産技術保(bao)障了此類改進刀(dao)片帶有抛光的卷(juan)屑槽💰，以實現半精(jīng)加工及精加工的(de)優越表面質量💜。在(zài)某些特殊應用中(zhong)，還提供帶 MD 卷屑槽(cáo)的 VCGT 刀片，以獲取高(gāo)表面質量。

其 JET-CUT 系列(liè)切斷刀，刀片寬度(du) 3mm 和 4mm ，刀具壽命長，加(jiā)工表面質量高。這(zhè)些研發創新都源(yuan)自其信念 —— 升級無(wú)極限，同時還已研(yán)制出基于 TANG-GRIP 系列的(de) HP 高壓冷卻系統刀(dāo)具。

采用經過實踐(jian)證明過的工藝及(ji)刀具和驗證過的(de)切削參⛷️數可以更(geng)及時地面對市場(chang)推出的醫療器械(xiè)零部件零部🙇🏻件加(jiā)工。基于多年在醫(yi)療器械行業的經(jīng)驗，還推出了醫療(liáo)⭐器械行業的刀具(jù)套盒，配合專用機(jī)床，共同爲客戶提(ti)供完美的解決🔞方(fāng)案！