關于CNC加工在醫(yi)療器械行業針對(dui)難加工材料的解(jie)決‼️方♊案

近幾年(nian)來 CNC 加工中的醫療(liao)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(hǎo)刀🍓具，用以提升其(qí)在行♌業中的競争(zhēng)優勢，而這些都成(cheng)爲刀具業、機床業(yè)、夾具業業務增長(zhang)的一大重要的渠(qú)道。而 ISCAR 伊斯卡正是(shì)看到了這個巨大(da)的發展前景，投入(ru)了大量🏃的人力和(hé)物力，來研發醫療(liao)器械加工專用刀(dāo)😍具。爲此其特意在(zài)以色列的總部成(chéng)立了一個專門的(de)醫療器械行業刀(dao)具研發部門，有 7 名(ming)專業的工程師專(zhuan)門從事解決方案(àn)的設計，他們都有(you)着豐富❌的經驗，并(bing)且從事醫療器械(xiè)加工刀具的研究(jiu)都超過了 12 年。截止(zhi)到現在，其用于醫(yi)療器械行業的刀(dao)具在公司所有刀(dāo)具産品中的比重(zhòng)約爲 6% ～ 7% ，并預計在今(jin)後 2 ～ 3 年，這個比重将(jiang)會上升至 10% ～ 12% 。

難加工(gong)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(tài)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(yá)、脊椎連接元件等(deng)的制作。

钛合金具(ju)有的特性之一是(shì)加工硬化。在加工(gōng)過程剪切角大，産(chan)生的切屑薄，并會(huì)在刀具上形成相(xiang)對小的💯接觸㊙️區域(yu)👌。另外，加工過程中(zhōng)的高切削力，同時(shi)✨結合切🏃‍♂️屑流動時(shí)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(di)傳導出去。于是，大(da)量的切削⭕熱集中(zhōng)于切削刃及刀具(ju)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(zhè)些因素😘導緻的産(chǎn)品質量不過關，以(yi)及刀具的高損耗(hào)，對于企業來說都(dou)是一個不得不考(kǎo)慮的問題。

钛合金(jin)相對于鋼彈性更(gèng)佳是因其有相對(dui)低的彈性模✏️量。因(yīn)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(xià)通常都會有變形(xíng)的趨勢，同時還會(hui)引起震顫、摩擦甚(shèn)至公差等問題。因(yīn)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(ti)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(fā)生化學反應合金(jin)🌈化的趨勢👌，其切屑(xie)有焊接到刀具表(biǎo)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(qi)械加工設備需要(yao)具備能加工由難(nan)加工材🏃料 ( 如钛合(he)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(ji)關節🏒的替代件就(jiù)相當複雜。由于被(bèi)加工材❗料的切削(xue)性能差，因此通常(chang)以棒料作爲毛坯(pī)料 —— 這就意味着有(yǒu)大量的金屬需要(yào)被去除。也有一部(bu)分零件被鑄🍓造成(chéng)接近成品的形狀(zhuàng)，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(shì)公差範圍窄。

醫療(liáo)器械零部件工件(jiàn)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(ye)對機床、夾具、刀具(jù)、 CAM 軟件等提出了極(ji)高的要求。

工件通(tong)常在瑞士自動車(che)床、多主軸機床和(he)回轉工作台等國(guó)際先進的醫療器(qi)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(bù)件加工的特點及(ji)其要求，無疑推動(dòng)了加😘工技術以及(jí)解決方案的發展(zhǎn)，以提高中小企業(ye)加工醫用器械的(de)競争力及生産效(xiào)率。

穩定高效的刀(dao)具

一般來說，醫療(liáo)器械行業與其他(ta)機械加工行業有(you)三點不🐇同：

第一，對(dui)機床的要求相對(dui)較高，像瑞士自動(dòng)車床、多主軸機床(chuang)和回轉工作台等(děng)先進的醫療器械(xiè)加工📐設備，與通常(cháng)看到的🛀加工中心(xīn)及車床完全不同(tong)，他們的結構非常(chang)緊湊、尺寸也非常(cháng)小。爲了配合這些(xiē)要求，刀具的結構(gòu)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(ju)的剛性。像 SWISSCUT 系列專(zhuān)門針對凸輪式機(ji)床的設計，就減少(shao)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(liǎng)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(zuì)新研發的刀具，既(jì)可用于車削，也可(kě)用于銑削，小規格(gé)🌈刀具卻具有高剛(gang)性，讓其可應用于(yú)多主軸機床或🚩者(zhe)是加工中心✌️上。

第(di)二點是，對加工效(xiào)率的要求高，對于(yu)醫療器械而言，最(zuì)最看重🔱的就是加(jiā)工效率，也就是加(jiā)工節拍，其要求在(zài)最短的🏃‍♀️時間内，能(neng)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(tou)的理念，對加工效(xiao)率具有很好🧡的保(bǎo)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(zhèng)機床 24 小時運轉，使(shi)得機床以非常高(gao)的生産效率與市(shì)場🌈上其他的競争(zhēng)對手進行競争，從(cong)而取得競争優勢(shi)！

第三，從工件本身(shēn)來說，它自身便與(yǔ)其他機械零部件(jian)🏃‍♂️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(hao)，精度非常高，不能(neng)有任何偏差，這就(jiù)對刀具♻️的刀片結(jié)構、刀片的塗層都(dōu)有及其嚴格的要(yao)求。此外，對刀片的(de)重複定位精度也(ye)有嚴💚格的眼球，使(shǐ)其可以在保證效(xiao)率提高的同時不(bú)會忽視高質量！

完(wán)整的解決方案

ISCAR 深(shēn)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(ji)制作了針對此行(háng)業的特制刀具、刀(dao)片以及卷屑槽以(yǐ)加工钛合金 Ti6Al4V 并獲(huo)取此領域所需的(de)高精度的公差值(zhi)。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(te)制定制刀具以滿(man)足不同場合的應(yīng)用。

ISCAR 特制的帶鋒利(lì)切削刃的整體硬(ying)質合金立銑刀可(kě)用于✌️凹型😍零⭕件的(de)加工并免除毛刺(ci)。這些立銑刀能在(zai)半精加工及精加(jiā)工中🤟，實現最大 0.01mm 餘(yu)量的抛光銑！同時(shí)還研發了應用于(yú)加工钛合金及不(bu)鏽鋼的刀具 —— 基于(yu)超細晶粒基體進(jin)行 PVD 塗層，實現了高(gao)切削速度 + 高進給(gei)的高速加工。其銑(xǐ)刀直徑小，編程中(zhōng)可采用偏斜加工(gong)策略，其優點在于(yú)獲得刀具外徑上(shàng)的切削速度，排屑(xiè)流♍暢，切削區域接(jiē)觸面積下，切削熱(re)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(yi)或卷屑槽等都需(xū)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(rú) 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(dāo)片帶有抛光的🏃‍♂️卷(juàn)屑⭐槽，以實現半精(jing)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(gao)表面質量。

其 JET-CUT 系列(liè)切斷刀，刀片寬度(dù) 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(yuán)🌍自其信念 —— 升級無(wú)極限，同時還已研(yan)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(jiàn)證明過的工藝及(ji)刀具和驗證過的(de)切削參數可📧以更(gèng)及時地面對市場(chǎng)推出的醫療器械(xie)零部件零部件加(jia)🐕工。基💛于多年在醫(yī)療器械行業的經(jīng)驗，還推出了醫療(liao)器械行業的刀💃具(jù)套盒，配合專用機(ji)床，共同爲客戶提(ti)供完♈美的解決方(fang)案！