關于CNC加(jia)工在醫(yi)療器械(xie)行業針(zhen)對難加(jiā)工材料(liao)的解決(jué)方✏️案

近幾(ji)年來 CNC 加(jia)工中的(de)醫療器(qi)械行業(yè)呈動态(tai)增長趨(qu)勢，醫療(liáo)器械制(zhì)造商們(men)也在持(chí)續尋覓(mi)更佳的(de)車削中(zhong)心及良(liáng)好刀具(jù)，用以提(ti)升其在(zai)行業中(zhong)的競争(zheng)優勢，而(er)這些都(dou)成爲刀(dāo)具業、機(jī)床業、夾(jiá)具業業(yè)務增長(zhang)的一大(da)重要的(de)渠道。而(ér) ISCAR 伊斯卡(ka)正是看(kàn)到了這(zhe)個巨大(dà)的發展(zhǎn)前景，投(tou)入了大(da)量🏃‍♂️的人(ren)力和物(wu)力，來研(yan)發醫療(liáo)器械加(jiā)工專用(yòng)刀🌈具。爲(wèi)此其特(te)意在以(yǐ)色列的(de)總部成(cheng)立了一(yī)個專門(men)的醫療(liáo)器械行(háng)⭐業刀具(ju)研發部(bu)門，有 7 名(ming)專業的(de)工程師(shi)專門從(cóng)事解決(jue)方案的(de)設計，他(tā)們都有(you)着豐富(fu)的經驗(yàn)，并且從(cóng)事醫療(liao)器械加(jiā)工刀具(ju)的研究(jiu)都超過(guo)了 12 年。截(jie)止到現(xiàn)在，其用(yòng)于醫療(liáo)器械行(háng)業的刀(dāo)具在公(gōng)司♻️所有(yǒu)刀具産(chǎn)品中的(de)比重約(yue)爲 6% ～ 7% ，并預(yù)計在今(jin)後 2 ～ 3 年，這(zhè)個比重(zhong)将會上(shàng)升至 10% ～ 12% 。

難(nán)加工的(de)钛合金(jīn)材料

90% 的(de)醫療器(qi)械植入(ru)部件由(you) Ti6Al4V 钛合金(jin)制成，源(yuan)于輕質(zhì)、高強度(du)及高的(de)生物相(xiang)容性🆚，因(yin)🤩其這些(xie)特性，使(shi)得钛合(hé)金 6AL-4V 成爲(wèi)醫用植(zhí)入器械(xiè)的最常(chang)用的材(cai)料。钛合(he)金 6AL-4V 通常(cháng)用于髋(kuān)關節、骨(gu)螺釘、膝(xi)關節、接(jiē)骨闆、種(zhǒng)植牙、脊(ji)椎連接(jiē)元件等(děng)的制作(zuo)。

钛合金(jīn)具有的(de)特性之(zhi)一是加(jia)工硬化(huà)。在加工(gong)過程剪(jian)切角大(da)，産生的(de)切屑薄(báo)，并會在(zai)刀具上(shang)形成相(xiàng)對小的(de)接觸區(qū)域。另外(wai)，加工✉️過(guo)程中的(de)高切削(xue)力，同時(shi)結合切(qie)屑流動(dong)時的摩(mo)擦力，這(zhe)些因素(sù)🔱都會導(dao)緻刀具(ju)局部切(qie)削熱過(guò)高。而钛(tài)合金熱(re)傳導性(xìng)差，導緻(zhì)産生的(de)熱量不(bu)能很好(hǎo)地傳導(dǎo)出去。于(yu)是，大量(liang)的切削(xue)熱集中(zhong)于切🔞削(xue)刃及刀(dao)具表面(mian)。高的切(qiē)削力，切(qiē)削熱會(hui)綜合引(yin)起月牙(ya)窪的産(chan)生，同時(shí)還會引(yǐn)起刀具(ju)的快🍉速(sù)失效。這(zhe)些因素(sù)導緻的(de)産品質(zhi)量🈲不過(guo)關，以及(ji)💁刀具的(de)高損耗(hao)，對于企(qi)🔴業來說(shuo)都是一(yi)個不得(dé)不考慮(lǜ)的問題(ti)。

钛合金(jīn)相對于(yu)鋼彈性(xing)更佳是(shì)因其有(yǒu)相對低(di)的彈性(xing)模量。因(yīn)🌏此，爲了(le)保障工(gong)件的反(fǎn)彈小，應(yīng)避免切(qiē)削力過(guò)大。薄💁壁(bi)件🈲在刀(dāo)具壓力(li)下通常(cháng)都會有(yǒu)變形的(de)趨勢，同(tong)時還會(huì)引起震(zhèn)顫、摩擦(cā)甚至公(gōng)差等問(wèn)題。因🐕此(ci)，解決這(zhe)些問題(tí)的關鍵(jian)是保🤞證(zhèng)整個系(xi)統的剛(gang)性🔴，采用(yòng)鋒利的(de)切削刃(rèn)、正确的(de)幾何形(xing)體的刀(dāo)具是非(fēi)🌈常的有(you)必要🈲的(de)！另外，钛(tai)合金具(ju)有在高(gāo)溫下與(yǔ)切削♈刀(dao)具發生(shēng)💰化學反(fǎn)應合金(jin)化的趨(qu)勢，其切(qiē)屑有焊(hàn)接🙇‍♀️到刀(dāo)具表面(miàn)的趨勢(shi)👨‍❤️‍👨。這些都(dou)是不得(de)不考🏃‍♂️慮(lü)的因素(su)！

可靠緊(jin)湊的機(ji)床夾具(jù)

醫療器(qi)械加工(gōng)設備需(xu)要具備(bèi)能加工(gong)由難加(jia)工材✏️料(liao) ( 如钛合(he)金或不(bu)鏽鋼 ) 制(zhì)成的、精(jing)度要求(qiú)高的小(xiao)而複雜(za)的零件(jiàn)，例如加(jiā)工骨頭(tóu)及關㊙️節(jiē)的替代(dai)件就相(xiang)當複雜(zá)。由于被(bèi)加工材(cai)㊙️料的切(qiē)削性能(neng)差，因✊此(cǐ)通常以(yi)棒料作(zuo)爲毛坯(pi)料 —— 這就(jiu)意味着(zhe)有大量(liang)的金屬(shǔ)需要被(bei)去除。也(ye)有一部(bù)⭕分零件(jiàn)被鑄🏃‍♂️造(zào)成接近(jìn)成品的(de)形狀，但(dan)這也增(zeng)加了一(yi)些麻煩(fán) —— 需要制(zhi)造複雜(za)而昂貴(guì)的夾具(jù)。

增加加(jia)工複雜(zá)性的另(ling)一因素(sù)是公差(cha)範圍窄(zhǎi)。

醫療器(qì)械零部(bu)件工件(jian)材料、加(jiā)工精度(du)、表面光(guāng)潔度等(děng)🌐要求非(fēi)常高，這(zhè)些都要(yao)求加工(gōng)系統的(de)可靠性(xing)要高。因(yin)而，也🎯對(dui)機床、夾(jiá)具、刀❤️具(jù)、 CAM 軟件等(deng)提出了(le)極高的(de)要求。

工(gōng)件通常(cháng)在瑞士(shì)自動車(chē)床、多主(zhu)軸機床(chuang)和回轉(zhuǎn)工作台(tai)等國際(jì)先進的(de)醫療器(qì)械加工(gong)設備上(shàng)加工。這(zhe)些機床(chuáng)的特點(diǎn)大都是(shì)尺❌寸非(fei)常小、結(jie)構非常(chang)緊湊。

醫(yī)療器械(xie)零部件(jiàn)加工的(de)特點及(jí)其要求(qiu)，無疑推(tuī)動了加(jiā)工技術(shu)以及解(jie)決方案(an)的發展(zhan)，以提高(gao)中小企(qi)業加工(gōng)醫用器(qì)械的競(jing)争⛷️力及(ji)生産效(xiào)率。

穩定(ding)高效的(de)刀具

一(yi)般來說(shuō)，醫療器(qi)械行業(yè)與其他(tā)機械加(jia)工行業(yè)有三點(dian)不🌈同🎯：

第(dì)一，對機(ji)床的要(yào)求相對(dui)較高，像(xiàng)瑞士自(zì)動車床(chuáng)、多主軸(zhou)機床和(he)回轉工(gong)作台等(deng)先進的(de)醫療器(qì)械加工(gong)設備，與(yǔ)通常看(kan)到的加(jiā)工中心(xin)及車床(chuáng)完全不(bú)同，他們(men)的結📧構(gòu)非常緊(jǐn)湊、尺😍寸(cun)也非🔞常(chang)小。爲了(le)配合這(zhè)些要求(qiu)，刀具🌈的(de)結構也(yě)需要有(you)特殊的(de)設計，要(yao)求刀具(ju)的尺寸(cun)也要很(hen)小，同時(shi)還要保(bao)證刀具(jù)🈚的剛性(xing)。像 SWISSCUT 系列(lie)專門針(zhēn)對凸輪(lún)式機床(chuáng)的設計(jì)，就減少(shao)了加工(gong)區域狹(xia)🥵小易産(chan)生幹涉(shè)的問題(tí)，讓其可(ke)以很方(fang)便地從(cóng)刀杆的(de)兩側更(gèng)換刀片(pian)，高精度(du)的刀片(pian)和牢固(gù)的刀座(zuo)設計保(bao)證了較(jiao)高的重(zhòng)複定位(wei)精度。 MINCUT 是(shì) ISCRA 公司最(zui)新研發(fā)的刀具(jù)，既可用(yòng)于車削(xue)，也可用(yong)于銑削(xuē)，小規格(ge)刀具卻(que)具有高(gāo)剛性，讓(ràng)其可應(yīng)用于多(duō)主軸機(jī)♊床或🌈者(zhe)是加工(gōng)中心上(shang)。

第二點(diǎn)是，對加(jiā)工效率(lü)的要求(qiú)高，對于(yu)醫療器(qì)械而🤟言(yan)，最💃🏻最看(kàn)重🔞的就(jiù)是加工(gōng)效率，也(yě)就是加(jiā)工節拍(pai)，其要求(qiú)在最🏃‍♂️短(duan)的時間(jian)内，能夠(gòu)更換刀(dao)片。 MULTI-MASTER 變形(xíng)金剛可(kě)換刀頭(tóu)系列，隻(zhī)需要幾(ji)秒鍾就(jiu)可換上(shàng)不✍️同的(de)🐇銑❌刀🔱頭(tou)。快換刀(dāo)頭的理(li)念，對加(jia)工效率(lǜ)具有很(hen)好的保(bǎo)證。同時(shi)也要求(qiu)刀具的(de)壽命要(yào)盡可能(néng)的穩定(dìng)、盡可能(neng)的長。應(yīng)盡可能(néng)采用高(gāo)品💃質的(de)刀具，兼(jiān)具塗層(ceng)、刃口、斷(duàn)屑槽型(xing)、刀具結(jié)構形式(shi)的整體(ti)配合的(de)。這樣，才(cái)能保證(zhèng)機床 24 小(xiao)時運轉(zhuǎn)，使得機(ji)床以非(fēi)常高的(de)生産效(xiào)率與市(shì)場上其(qí)他的競(jing)💯争對手(shou)進行競(jing)争，從而(er)取得競(jing)争優勢(shi)！

第三，從(cong)工件本(běn)身來說(shuo)，它自身(shen)便與其(qí)他機械(xiè)零部件(jiàn)🍓有着很(hen)大的區(qū)别。植入(rù)人體的(de)醫療器(qì)械首先(xiān)要求表(biao)面光潔(jie)度非常(chang)好，精度(du)非常高(gāo)，不能有(yǒu)任何偏(pian)差，這就(jiù)對刀具(jù)的刀片(piàn)🥵結構、刀(dao)片的塗(tú)層都有(you)及其嚴(yán)格的要(yào)求。此外(wai)，對刀片(pian)的重複(fú)定位精(jīng)度也有(you)嚴格的(de)眼球，使(shi)其可以(yi)在保證(zhèng)效率提(ti)高的同(tong)時不會(huì)忽視高(gao)質量☁️！

完(wán)整的解(jie)決方案(an)

ISCAR 深入分(fen)析了醫(yi)學器械(xie)工業植(zhí)入物的(de)特點，爲(wèi)了提高(gao)這些非(fei)常關鍵(jiàn)的元件(jiàn)的加工(gong)性， ISCAR 設計(ji)制作了(le)針對此(ci)行業的(de)特制刀(dāo)具、刀片(pian)以及卷(juàn)屑槽以(yǐ)💃🏻加工钛(tai)合金 Ti6Al4V 并(bìng)獲取此(ci)領域所(suo)需的高(gāo)精度的(de)公差值(zhí)。同時，爲(wei)了🔅配合(hé)此🌐類零(ling)🛀🏻件制造(zao)商，降低(di)他們的(de)成本，采(cai)用他們(men)🏃‍♀️已有的(de)生産設(she)備， ISCAR 也提(tí)供特制(zhi)定制刀(dāo)具以滿(man)足不同(tóng)場合的(de)應用。

ISCAR 特(te)制的帶(dài)鋒利切(qiē)削刃的(de)整體硬(yìng)質合金(jin)立銑刀(dāo)可用㊙️于(yu)凹型零(líng)件的加(jia)工并免(miǎn)除毛刺(ci)。這些立(li)銑刀能(néng)在半精(jīng)加工及(ji)精加工(gong)中，實現(xiàn)最大 0.01mm 餘(yú)量的抛(pāo)光銑！同(tóng)時還研(yán)發了應(ying)用于加(jia)工钛合(hé)金🈲及不(bú)鏽鋼的(de)刀具 —— 基(ji)于超細(xi)晶粒基(ji)體進行(hang) PVD 塗層，實(shi)現了高(gao)切削速(su)度 + 高進(jin)給的高(gāo)速加工(gong)。其銑刀(dāo)直徑小(xiao)，編程中(zhong)可采用(yòng)偏斜加(jiā)工策略(luè)，其優點(diǎn)在于獲(huo)得刀具(jù)外徑上(shang)的切削(xuē)速度，排(pái)屑流暢(chang)，切削區(qū)域接觸(chù)面積下(xià)，切削熱(rè)更低！

同(tong)時研發(fa)部門還(hái)發現，車(che)削應用(yòng)在醫學(xué)器械工(gong)業🧡中，刀(dao)片牌号(hao)抑或卷(juan)屑槽等(děng)都需要(yào)進行改(gai)進。爲滿(mǎn)足用‼️戶(hù)需💔求，還(hái)專門研(yan)制了高(gao)品質的(de)磨制刀(dāo)片，諸如(ru) VCET 、 DCET 、 CCET 等，刀片(pian)槽型爲(wèi) WF 。其先進(jin)生産技(jì)術保障(zhang)了此類(lèi)改進刀(dao)片帶有(you)抛光的(de)卷屑槽(cáo)，以實現(xiàn)半精加(jiā)工及精(jīng)加工的(de)優越表(biao)面質量(liàng)✨。在某些(xie)特殊應(yīng)✍️用中，還(hai)提供帶(dài) MD 卷屑槽(cáo)的 VCGT 刀片(pian)，以獲取(qu)高表面(miàn)質量。

其(qí) JET-CUT 系列切(qie)斷刀，刀(dao)片寬度(dù) 3mm 和 4mm ，刀具(jù)壽命長(zhang)，加工表(biǎo)面質量(liang)高。這些(xie)研發創(chuang)新都源(yuán)自其🐇信(xìn)🍓念🙇🏻 —— 升級(jí)無極限(xian)，同時還(hai)已研制(zhi)出基于(yú) TANG-GRIP 系列的(de) HP 高壓冷(lěng)卻系統(tong)刀具。

采(cǎi)用經過(guo)實踐證(zheng)明過的(de)工藝及(ji)刀具和(he)驗證過(guò)的切削(xue)參數可(ke)以更及(jí)時地面(miàn)對市場(chǎng)推出的(de)醫療器(qì)械零部(bu)件🆚零部(bù)件加工(gong)。基于多(duō)年在醫(yī)療器械(xie)行業的(de)經驗，還(hai)推出💜了(le)醫療器(qì)械行業(ye)的刀具(jù)套盒，配(pei)合💋專用(yòng)機床，共(gòng)同爲客(ke)戶提供(gong)完美的(de)解決方(fāng)案！