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

近幾年來 CNC 加(jiā)工中的醫療(liáo)器械行業呈(chéng)動态增長趨(qū)勢，醫療器械(xie)制✔️造商👌們也(ye)在持續尋覓(mì)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(dōu)成爲🈲刀具業(ye)、機床業、夾具(jù)業業務增長(zhǎng)的一大重要(yao)的渠道。而 ISCAR 伊(yi)斯卡正是看(kan)到了這個巨(jù)大的發展前(qián)景，投入了大(dà)量的人♻️力和(hé)物力，來研發(fa)醫療器械加(jiā)工專用刀✨具(jù)。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(fā)部門，有 7 名專(zhuān)業的工程師(shi)專門從事解(jiě)決方案的設(she)計，他們都有(yǒu)🎯着豐富的經(jīng)驗，并且從事(shì)醫療器械加(jia)工刀具的研(yan)究都超過了(le) 12 年。截止到現(xiàn)在，其用于醫(yi)療器械行業(yè)的刀具在公(gōng)‼️司所😄有刀具(ju)産品中的比(bi)重約爲 6% ～ 7% ，并預(yù)計在今後 2 ～ 3 年(nián)，這個比重将(jiāng)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(hé)金制成，源于(yú)輕質、高強度(du)及高的生物(wu)相容性，因其(qi)這些特性，使(shi)得钛合金 6AL-4V 成(cheng)爲醫用植入(rù)器械的最常(cháng)用的材料。钛(tài)合金 6AL-4V 通常用(yong)于髋關節、骨(gu)螺釘、膝關節(jie)、接骨闆、種植(zhi)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(ying)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(xiang)對小的接觸(chù)區域。另外，加(jiā)工過程中的(de)高切削力，同(tóng)時結合切屑(xie)流動時的摩(mo)擦力，這些因(yin)素🐅都會導緻(zhì)刀具局部切(qiē)💰削熱過高。而(ér)钛合金熱傳(chuan)導性差，導緻(zhi)産生的熱量(liàng)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(hai)⁉️會引起刀具(ju)的快💔速失效(xiào)。這些因素導(dǎo)緻的産品質(zhì)量🙇🏻不🙇‍♀️過關，以(yi)及刀具的高(gāo)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(duì)于鋼彈性更(gèng)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(xiǎo)，應避免切削(xuē)力過大。薄壁(bì)件☔在刀具壓(yā)力下通常都(dōu)會有變形的(de)趨勢，同時還(hái)會引起震顫(chàn)、摩擦甚至公(gōng)🤟差等問題。因(yin)此，解決這些(xiē)問題的關鍵(jian)是保證整個(ge)系🚶統的剛性(xìng)🏃，采用鋒利的(de)🏃🏻切削刃、正确(què)的幾何形體(ti)的刀具是非(fei)常的有必要(yao)🍓的！另外，钛合(he)金具有在高(gao)溫下與🛀🏻切削(xue)刀具發生化(hua)學反應合金(jīn)化的趨勢，其(qí)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(sù)！

可靠緊湊的(de)機床夾具

醫(yī)療器械加工(gōng)設備需要具(jù)備能加工由(you)難加工材🍓料(liào) ( 如钛合金或(huò)不鏽鋼 ) 制成(chéng)的、精度要求(qiu)高的小而複(fu)雜的零件，例(lì)如加工骨頭(tou)及關💃🏻節的替(tì)代件就相當(dāng)複雜。由于被(bei)加工材⛷️料的(de)切削性能差(cha)，因此通常以(yi)棒料作爲毛(mao)坯料 —— 這就意(yi)味着有大量(liang)的金屬需要(yao)被去除。也有(yǒu)一部分⛱️零件(jian)被鑄造成接(jie)近成品的形(xíng)狀，但這也增(zēng)加了一些麻(ma)煩 —— 需要制造(zào)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(xiè)零部件工件(jian)材料、加工精(jing)度、表面光潔(jie)度等要求非(fēi)常高，這些都(dou)要求加工系(xi)統的可靠性(xing)要高。因而，也(ye)對機床、夾具(ju)、刀具、 CAM 軟件等(děng)提出了極高(gao)的要求。

工件(jian)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(shang)加工。這些機(ji)床的特點大(da)都🈲是尺寸非(fēi)常小、結構非(fēi)常緊湊🌈。

醫療(liáo)器械零部件(jian)加工的特點(dian)及其要求，無(wu)疑推動了加(jiā)💰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(ji)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(ji)械加工行業(yè)有三點不♊同(tong)☀️：

第一，對機床(chuang)的要求相對(duì)較高，像瑞士(shì)自動車床、多(duo)主軸機床和(hé)回轉工作台(tái)等先進的醫(yi)療器械加工(gōng)設備，與通常(cháng)看到的加工(gōng)🛀中心及車床(chuang)完全不同，他(ta)💜們的結構非(fei)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(ju)🔆的尺寸也要(yao)很小，同時還(hái)要保證刀具(jù)的剛性。像 SWISSCUT 系(xì)列專門針對(dui)凸輪式機床(chuang)的設計，就減(jiǎn)少了加工🐕區(qū)域狹小易産(chǎn)生幹涉的問(wen)題，讓其可以(yǐ)很方便地從(cóng)刀杆的兩側(ce)更換刀片，高(gāo)精度的刀片(pian)和牢固的刀(dao)座設計保證(zhèng)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(chē)削，也可用于(yu)銑👨‍❤️‍👨削，小規㊙️格(gé)刀⭕具卻具有(yǒu)高剛性，讓其(qi)可應用于多(duo)主❄️軸機床或(huo)者是加工中(zhōng)心♌上。

第二點(diǎn)是，對加工效(xiào)率的要求高(gāo)，對于醫療器(qì)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(jian)🚩内，能🌐夠更換(huàn)刀片。 MULTI-MASTER 變形金(jin)剛可換刀頭(tóu)系列，隻需要(yào)幾秒鍾就可(kě)換上不同的(de)📱銑刀頭。快換(huàn)刀頭的理念(nian)，對加工效率(lǜ)具有很好的(de)保證。同時也(yě)要求刀具的(de)壽命要盡可(kě)能的穩定、盡(jìn)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(cáo)型、刀具結構(gòu)形式的整體(tǐ)配合的。這樣(yàng)，才能保證機(ji)床 24 小時運轉(zhuan)，使得機床以(yǐ)非常高的生(sheng)産效率與市(shì)場上其他的(de)競争對手進(jìn)行競争，從而(er)取得競争優(yōu)勢👄！

第三，從工(gōng)件本身來說(shuo)，它自身便與(yu)其他機械零(ling)部件有着很(hen)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(hǎo)，精度非常高(gāo)，不能有任何(he)偏💞差，這就對(dui)刀具的刀片(piàn)結構、刀片的(de)塗層都有及(ji)其嚴格的要(yao)求。此外，對刀(dao)片的重複定(dìng)位精‼️度也有(you)嚴格的眼球(qiú)，使其可以在(zai)保證效率提(tí)高的同時不(bú)會✂️忽視高質(zhi)量！

完整的解(jie)決方案

ISCAR 深入(ru)分析了醫學(xué)器械工業植(zhí)入物的特點(diǎn)，爲了提高這(zhe)些非常關鍵(jiàn)的元件的加(jiā)工性， ISCAR 設計制(zhì)作了針對此(cǐ)行業的特制(zhi)刀具、刀片以(yǐ)及卷⭕屑槽以(yǐ)加工钛合金(jin) Ti6Al4V 并獲取此領(lǐng)域所需的高(gao)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(chéng)本，采用他們(men)已有的生🥵産(chan)設備， ISCAR 也提供(gong)特制定制刀(dao)具以滿足不(bú)同場合的應(yīng)用。

ISCAR 特制的帶(dai)鋒利切削刃(ren)的整體硬質(zhi)合金立銑刀(dao)可用于😄凹㊙️型(xing)零件的加工(gong)并免除毛刺(cì)。這些立銑刀(dao)能在半精加(jiā)工及精加工(gōng)中，實現最大(dà) 0.01mm 餘量的抛光(guāng)銑！同時還研(yan)發了應用于(yu)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(shi)現了高切削(xue)速度 + 高進給(gěi)的高速加工(gong)。其銑刀直徑(jìng)小，編程中可(kě)采用偏📐斜加(jia)工策略，其優(you)點在于獲得(de)刀具外徑上(shàng)的切削速度(dù)，排🌐屑流暢，切(qie)削區域接觸(chu)面積下，切削(xue)熱更低！

同時(shí)研發部門還(hai)發現，車削應(yīng)用在醫學器(qi)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(zhuān)門研制了高(gao)品質的磨制(zhi)刀片，諸如 VCET 、 DCET 、 CCET 等(děng)，刀片槽型爲(wèi) WF 。其先進生産(chǎn)技術保障了(le)此類改進刀(dao)片帶有抛光(guāng)的卷屑😘槽，以(yǐ)實現半精加(jiā)工及精加工(gong)的優越表面(miàn)質量。在某些(xie)特殊應用中(zhōng)，還提供帶 MD 卷(juan)屑槽的 VCGT 刀片(pian)，以獲取高表(biǎo)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(liàng)高。這些研發(fā)創新都源😄自(zì)㊙️其信念 —— 升級(ji)無極限，同時(shí)還已研制出(chū)基于 TANG-GRIP 系列的(de) HP 高壓冷卻系(xi)統刀具。

采用(yong)經過實踐證(zheng)明過的工藝(yi)及刀具和驗(yàn)證過的✊切✍️削(xue)參數可以更(geng)及時地面對(duì)市場推出的(de)醫療器械零(ling)部件零部件(jiàn)加🥵工。基于多(duō)年在醫療器(qì)械行業的經(jīng)驗，還推出了(le)醫療器械行(háng)業的刀具套(tao)盒，配合🏃‍♀️專用(yòng)機床💯，共同爲(wèi)客戶提供完(wan)美的解決方(fāng)案！