關于(yú)CNC加工在醫療器(qi)械行業針對難(nan)加工材料的解(jie)決方案

近(jin)幾年來 CNC 加工中(zhong)的醫療器械行(hang)業呈動态增長(zhǎng)趨勢，醫療器械(xiè)制造🛀🏻商們也在(zài)持續尋覓更佳(jia)的車削中心及(jí)良好刀具，用以(yi)提升其在行業(yè)中的競争優勢(shì)，而這些都成爲(wei)刀具業、機床業(ye)、夾具業業務增(zeng)✉️長的一大重要(yào)的渠道。而 ISCAR 伊斯(si)卡正是看到了(le)這個巨大的發(fā)展前景，投入了(le)大🐇量的人力♊和(hé)物力，來研發醫(yī)療器械加工專(zhuān)用刀具。爲此其(qí)特意在以💋色列(liè)的總部成立了(le)一個專門的醫(yī)療器械行♊業刀(dāo)具研發部門，有(yǒu) 7 名專業的工程(chéng)師專門從事解(jiě)決方案的設計(ji)，他們都🔴有着豐(feng)富的經驗，并且(qiě)從事醫療器械(xie)加工刀具♍的研(yán)究都👄超過了 12 年(nian)。截止到現在，其(qí)用于醫療器械(xiè)行業的刀具在(zài)公🌂司📞所有刀具(jù)産品中的比重(zhong)約爲 6% ～ 7% ，并預計在(zai)今後 2 ～ 3 年，這個比(bǐ)重将會上升至(zhì) 10% ～ 12% 。

難加工的钛合(he)金材料

90% 的醫療(liáo)器械植入部件(jian)由 Ti6Al4V 钛合金制成(cheng)，源于輕質、高強(qiang)度及高的生物(wu)相容性，因其這(zhè)些特性，使得钛(tài)合金 6AL-4V 成爲醫用(yòng)植入器械的最(zui)常用的材料。钛(tai)合金 6AL-4V 通常用于(yú)髋關節、骨螺釘(dìng)、膝關節、接骨闆(pǎn)、種植牙、脊椎連(lian)接元件等的制(zhì)作。

钛合金具有(you)的特性之一是(shi)加工硬化。在加(jiā)工過程剪👈切角(jiǎo)大，産生的切屑(xie)薄，并會在刀具(ju)上形成相對小(xiao)的接觸😘區域💋。另(ling)外，加工過程中(zhong)的高切削力，同(tong)時結合切屑流(liu)動時的摩擦力(lì)，這🔴些因素都會(huì)導緻刀具局部(bu)切削熱過高。而(ér)钛合金熱傳導(dao)性差，導緻産生(shēng)的熱量不能很(hen)好地傳導出去(qù)。于是，大量的切(qie)削熱集中于切(qie)削♋刃及刀具表(biǎo)面。高的切削力(li)，切削熱會綜合(he)引起月牙⛹🏻‍♀️窪的(de)産生，同時還🤞會(huì)引起刀具的快(kuài)速失效。這些因(yin)素導緻的産品(pin)質量🈲不過關，以(yǐ)及刀具的高損(sǔn)耗，對于企業來(lai)說都是一個不(bú)得不考💰慮的問(wèn)題。

钛合金相對(dui)于鋼彈性更佳(jiā)是因其有相對(dui)低的彈🌏性模量(liang)。因此💃🏻，爲了保障(zhang)工件的反彈小(xiǎo)，應避免切削力(li)過大。薄🔴壁件在(zai)刀具壓力下通(tōng)常都會有變形(xing)的趨勢，同時還(hái)會引起震🔆顫、摩(mo)擦🧑🏾‍🤝‍🧑🏼甚至公差等(děng)問題。因🏃此，解決(jué)這些問題的關(guan)鍵是保證整個(gè)系統的剛性🐅，采(cǎi)用鋒利的🏃🏻‍♂️切削(xue)刃、正确🌍的幾何(hé)形體的刀具是(shi)非⛷️常的有必要(yao)的！另外，钛合金(jīn)具有在高溫下(xià)與切削刀具發(fa)生化學反應合(he)金化的趨勢，其(qi)切屑有焊接到(dào)刀具表面的趨(qu)勢🤩。這些都是不(bú)得不考慮的因(yīn)素！

可靠緊湊的(de)機床夾具

醫療(liáo)器械加工設備(bei)需要具備能加(jiā)工由難加工材(cai)料⛷️ ( 如钛合金或(huò)不鏽鋼 ) 制成的(de)、精度要求高的(de)小而複雜的零(líng)件，例如加工骨(gu)🌏頭及關節👈的替(ti)代件就相當複(fú)雜。由于被加工(gōng)材料的切削性(xìng)能差，因此通常(cháng)以棒料作爲毛(máo)坯料 —— 這就意味(wèi)着有大量的金(jīn)屬需要被去除(chu)。也有一部👅分零(ling)件被💁鑄🈲造成接(jie)近成品的形狀(zhuang)，但這也增加了(le)一些麻煩 —— 需要(yào)制造複雜而昂(áng)貴的夾具。

增加(jiā)加工複雜性的(de)另一因素是公(gōng)差範圍窄。

醫療(liáo)器械零部件工(gōng)件材料、加工精(jing)度、表面光潔度(du)等要求非常高(gao)，這些都要求加(jia)工系統的可靠(kao)性要高。因而，也(ye)對機床、夾具、刀(dāo)❌具、 CAM 軟件等提出(chū)了極高的要求(qiu)。

工件通常在瑞(ruì)士自動車床、多(duo)主軸機床和回(hui)轉工🈲作台等國(guó)際先進的醫療(liao)器械加工設備(bei)上加工。這些機(jī)床的🔴特點大都(dōu)是尺✏️寸非常小(xiǎo)、結構非常緊湊(còu)。

醫療器械零部(bu)件加工的特點(dian)及其要求，無疑(yí)推動了加工❌技(jì)術以及解決方(fang)案的發展，以提(tí)高中小企業加(jiā)🛀🏻工醫用器✊械的(de)競争力及生産(chǎn)效率。

穩定高效(xiào)的刀具

一般來(lai)說，醫療器械行(hang)業與其他機械(xiè)加工行業有三(san)點不同：

第一，對(duì)機床的要求相(xiàng)對較高，像瑞士(shì)自動車床、多主(zhǔ)軸機床和回轉(zhuan)工作台等先進(jìn)的醫療器械加(jia)工🏃🏻設備，與通常(chang)看到的🌈加工中(zhōng)心及車床完全(quan)不同，他們的結(jie)🛀構非常緊湊、尺(chǐ)寸也非常小。爲(wèi)了配合這些要(yào)求，刀具的結構(gòu)也需要有特殊(shu)的設計，要求刀(dāo)具💰的尺寸也要(yào)很小，同時還要(yào)保證刀具的剛(gang)性。像 SWISSCUT 系列專門(men)針對凸輪式機(ji)床的設計，就減(jian)少了加工區域(yù)狹小易産生幹(gan)涉的問題，讓其(qi)可以很方便地(di)❤️從刀杆的兩側(ce)更換刀片💁，高精(jing)度的刀片和牢(láo)固的刀座設計(jì)保證了較高的(de)重複定位精㊙️度(dù)。 MINCUT 是 ISCRA 公司最新研(yan)發的刀具，既可(ke)用于車削，也可(kě)用于銑削，小💛規(gui)格🎯刀具卻具有(yǒu)高剛性，讓其可(ke)應用于多主🐕軸(zhou)機床或者是加(jia)工🈲中心上。

第二(er)點是，對加工效(xiao)率的要求高，對(duì)于醫療器械而(er)言，最最看🧑🏽‍🤝‍🧑🏻重的(de)就是加工效率(lǜ)，也就是加工節(jiē)拍，其要求📱在最(zuì)短的時間内，能(neng)夠更換刀片。 MULTI-MASTER 變(biàn)形金剛可換刀(dāo)頭系列，隻需要(yào)幾秒鍾就可換(huàn)上不同🐕的📐銑刀(dāo)🏃頭。快換刀頭的(de)理念，對加工效(xiào)率具有很好的(de)保證。同時也要(yào)求刀具的壽命(ming)要盡可能的穩(wen)定、盡可能的長(zhǎng)。應盡可能采🤞用(yong)高品質的刀具(jù)，兼具塗層、刃口(kǒu)、斷屑槽型、刀具(jù)結構形式的整(zheng)體配合的。這樣(yàng)，才能保證機床(chuang) 24 小時運轉，使得(de)機床以非常高(gāo)的生産效率與(yǔ)市場上其他的(de)競🈲争對手進行(háng)競争，從而取得(de)競争優勢！

第三(sān)，從工件本身來(lái)說，它自身便與(yu)其他機械零部(bu)件有✏️着很大🌈的(de)區别。植入人體(tǐ)的醫療器械首(shou)先要❤️求表面光(guāng)潔度非常好，精(jīng)度非常高，不能(neng)有任何偏差，這(zhe)就☂️對刀具的刀(dāo)片結構、刀片的(de)塗層都有及其(qí)嚴格的要求。此(ci)外，對刀片的重(zhong)複定位精度也(ye)有嚴🔞格的眼球(qiú)，使其可以在保(bǎo)證效率提高的(de)同時不會😄忽視(shi)高質量！

完整的(de)解決方案

ISCAR 深入(ru)分析了醫學器(qì)械工業植入物(wù)的特點，爲了提(tí)高🌍這些非常關(guān)鍵的元件的加(jia)工性， ISCAR 設計制作(zuo)了針對此行業(ye)的特制刀具、刀(dāo)片以及卷🙇🏻屑💘槽(cao)以加工钛合金(jīn) Ti6Al4V 并獲取此領域(yù)所需的高精度(dù)的公差值。同時(shí)，爲了配合此類(lei)✍️零❓件制造商，降(jiàng)低他們的成本(ben)，采用他們已有(you)的生産設備， ISCAR 也(ye)提供特制定制(zhi)刀具以滿足不(bú)同場合的應用(yong)。

ISCAR 特制的帶鋒利(lì)切削刃的整體(tǐ)硬質合金立銑(xi)刀可用于凹㊙️型(xíng)零件的加工并(bìng)免除毛刺。這些(xiē)立銑刀能在半(bàn)⭐精加工及精加(jia)工中，實現最大(da) 0.01mm 餘量的抛光銑(xi)！同時還研發了(le)應用于加工钛(tai)合金及不鏽鋼(gang)👌的刀具 —— 基于超(chao)細晶粒基體進(jìn)行 PVD 塗層，實現了(le)高切削速度 + 高(gāo)進給的高速加(jia)工。其銑刀直徑(jing)小，編程中可采(cai)用偏斜🌈加工策(ce)略，其優點在于(yu)獲得刀具外徑(jìng)上的切削速度(dù)，排💁屑流暢，切削(xuē)區域接觸面積(jī)下，切削熱更低(dī)！

同時研發部門(men)還發現，車削應(yīng)用在醫學器械(xiè)工業中，刀片牌(pai)☔号📐抑或卷屑槽(cao)等都需要進行(háng)改進。爲滿❓足用(yòng)戶需🥰求，還專門(mén)研制💋了高品質(zhi)的磨制刀片，諸(zhū)如 VCET 、 DCET 、 CCET 等，刀片槽型(xing)爲 WF 。其先進生産(chan)技術保障了此(cǐ)類改進刀片帶(dai)有抛光的卷屑(xie)槽，以實現半精(jing)加工及精加工(gong)的優越表面質(zhì)量。在某些特殊(shu)應用中，還提供(gong)帶 MD 卷屑槽的 VCGT 刀(dāo)片，以獲取高表(biǎo)面質量。

其 JET-CUT 系列(lie)切斷刀，刀片寬(kuān)度 3mm 和 4mm ，刀具壽命(ming)長，加工表面質(zhi)量高。這些研發(fā)創新都源自其(qí)信🈲念 —— 升級無極(jí)限，同時還已研(yan)制出基于 TANG-GRIP 系列(liè)的 HP 高壓冷卻系(xi)統刀具。

采用經(jīng)過實踐證明過(guo)的工藝及刀具(jù)和驗證過的切(qie)💚削參數可🔴以更(geng)及時地面對市(shi)場推出的醫療(liao)器械零部件零(ling)部件加工。基于(yu)多年在醫療器(qì)械行業的經驗(yàn)，還推出🐅了醫療(liao)器械行業的刀(dao)具套盒，配合專(zhuān)用機床，共同爲(wèi)客戶提供完🥰美(mei)的解決🈲方案！