關(guan)于CNC加工在醫(yi)療器械行業(yè)針對亚洲2❌9p🌈難加工(gōng)材料的解決(jué)方案

近(jìn)幾年來 CNC 加工(gōng)中的醫療器(qi)械行業呈動(dòng)态增長趨勢(shi)，醫療器械📐制(zhì)造商🏃‍♂️們💁也在(zài)持續尋覓更(geng)佳的車削中(zhōng)心及良好刀(dāo)具，用💃以提升(shēng)其在行業中(zhōng)的競争優勢(shi)，而這些💘都成(chéng)爲刀具業㊙️、機(ji)床業、夾具業(ye)業務增長的(de)一大重要的(de)渠道。而 ISCAR 伊斯(sī)卡正是看到(dào)了這個巨大(dà)的發展前景(jǐng)，投入了❌大量(liang)🤟的人力和物(wu)力，來研發醫(yī)療器械加工(gong)專用刀具。爲(wei)此其特意🚶在(zai)以色列🔱的總(zong)部成立了一(yī)個專門⭕的醫(yī)療器械行業(ye)刀具研發部(bù)門，有 7 名專業(yè)的工程師專(zhuān)門從事解決(jué)方案的設計(ji)，他們都⁉️有着(zhe)🍉豐🚶‍♀️富的經驗(yàn)，并且從事醫(yī)療器械加工(gōng)刀具🌈的研究(jiū)都超過了 12 年(nian)。截止到現在(zai)，其用于醫療(liao)器械行業的(de)刀具在公司(si)所㊙️有刀具産(chan)品中的比重(zhong)約爲 6% ～ 7% ，并預計(jì)在今後 2 ～ 3 年，這(zhè)個比重将會(huì)上升至 10% ～ 12% 。

難加(jia)工的钛合金(jīn)材料

90% 的醫療(liao)器械植入部(bu)件由 Ti6Al4V 钛合金(jin)制成，源于輕(qing)質、高強度及(jí)高的生物相(xiàng)容性，因其這(zhè)些特性，使得(dé)钛合金 6AL-4V 成爲(wei)醫用植入器(qi)械的最常用(yong)的材料。钛合(he)金 6AL-4V 通常用于(yú)髋關節、骨螺(luó)釘、膝關節、接(jiē)骨闆、種植牙(yá)、脊椎連接元(yuán)件等的制作(zuo)。

钛合金具有(you)的特性之一(yī)是加工硬化(hua)。在加工過程(chéng)剪切💯角大💔，産(chǎn)生的切屑薄(bao)，并會在刀具(ju)上形成相對(duì)小的接觸🈲區(qu)域。另外，加工(gōng)過程中的高(gāo)切削力，同時(shí)結合切屑流(liú)動時的摩🐪擦(cā)力，這些因素(sù)都會導緻刀(dāo)具局部切削(xue)熱過高🔞。而钛(tài)合金熱傳導(dǎo)性💛差，導緻産(chǎn)生的熱量不(bú)🌈能很好地傳(chuan)導出去。于是(shì)🔴，大量的切削(xue)熱集中于切(qiē)削🔞刃及刀具(jù)表面。高的切(qiē)削力，切削熱(re)會綜合引起(qǐ)月牙窪的産(chǎn)生，同時還會(huì)引起刀具的(de)快速失效。這(zhè)些因素🈲導緻(zhì)的産品質量(liang)不👄過關，以及(jí)刀具的高損(sun)耗，對于企業(ye)來說都是一(yi)個不得不考(kǎo)慮的問題。

钛(tài)合金相對于(yu)鋼彈性更佳(jiā)是因其有相(xiàng)對低的彈🈚性(xing)模量。因此，爲(wei)了保障工件(jiàn)的反彈小，應(yīng)避免切削力(li)過大。薄壁件(jiàn)在刀🏃🏻具壓力(li)下通常都會(hui)有變形的趨(qū)勢，同時還會(huì)引起震‼️顫、摩(mó)擦📧甚至公差(chà)等問題。因此(ci)，解決這些問(wèn)題的關鍵是(shì)保🌈證整個系(xì)統的剛性，采(cai)用鋒利的切(qiē)削刃、正确的(de)幾何形體的(de)刀具是非🈚常(cháng)的有必要的(de)！另外，钛合金(jīn)具📧有在高溫(wēn)下與切削🐉刀(dāo)具發生化學(xué)反應合金化(huà)的趨勢，其切(qie)屑有焊接到(dào)刀具表面的(de)趨勢。這些都(dōu)是不得不考(kao)💃慮的因素！

可(kě)靠緊湊的機(ji)床夾具

醫療(liáo)器械加工設(shè)備需要具備(bèi)能加工由難(nán)加工材料 ( 如(rú)钛合金或不(bú)鏽鋼 ) 制成的(de)、精度要求高(gao)的小而複雜(zá)的零件，例如(rú)加工骨頭🧑🏾‍🤝‍🧑🏼及(ji)關節的替代(dài)件就相當複(fu)雜。由于被加(jia)工材料的切(qie)削🔞性能差，因(yīn)🚶此通常以棒(bàng)料作爲毛坯(pī)料 —— 這就意味(wei)着有大量的(de)金屬需要被(bei)去除。也有一(yi)部分🆚零件被(bei)鑄造成接近(jìn)成品的形狀(zhuàng)，但這也增加(jia)了一些麻煩(fan)♍ —— 需要制造複(fu)雜而昂貴的(de)夾具。

增加加(jia)工複雜性的(de)另一因素是(shì)公差範圍窄(zhǎi)。

醫療器械零(ling)部件工件材(cai)料、加工精度(dù)、表面光潔度(du)🔴等要求非常(cháng)高，這些都要(yao)求加工系統(tǒng)的可靠性要(yao)高。因而，也對(duì)機👨‍❤️‍👨床、夾具、刀(dāo)🌈具、 CAM 軟件等提(ti)出了極高的(de)要求。

工件通(tōng)常在瑞士自(zi)動車床、多主(zhu)軸機床和回(huí)轉工作🔅台等(deng)🔞國際先進的(de)醫療器械加(jiā)工設備上加(jia)工。這些機床(chuang)的🥵特點大都(dou)🈲是尺寸非常(cháng)小、結構非常(cháng)緊湊。

醫療器(qi)械零部件加(jia)工的特點及(ji)其要求，無疑(yí)推動了加工(gong)技術以及解(jie)決方案的發(fā)展，以提高中(zhong)小企業加工(gōng)醫用器械的(de)競争力及生(shēng)産效率。

穩定(ding)高效的刀具(jù)

一般來說，醫(yī)療器械行業(ye)與其他機械(xiè)加工行業有(you)三點不✔️同：

第(dì)一，對機床的(de)要求相對較(jiao)高，像瑞士自(zi)動車床、多主(zhǔ)🏃🏻軸機床和回(hui)轉工作台等(děng)先進的醫療(liáo)器械加工設(shè)備👉，與通常看(kan)🏃到的加工❗中(zhōng)心及車床完(wán)全不同，他們(men)的結構非常(chang)緊湊、尺寸也(yě)非常小。爲了(le)配合這些要(yao)求，刀具的結(jié)構也需要有(yǒu)特殊的設計(ji)，要求刀具的(de)尺寸也要很(hen)小，同時還要(yao)保證刀具的(de)剛性。像 SWISSCUT 系列(liè)專門針對凸(tu)輪式機床的(de)設計，就減少(shǎo)了加工區👈域(yù)狹⚽小❗易産生(sheng)幹涉的問題(ti)，讓其可以很(hen)方便地🏒從刀(dao)杆的兩側更(geng)換刀片，高精(jing)度的刀片和(hé)牢固的刀座(zuo)設計保證了(le)較高的重複(fu)定位精度。 MINCUT 是(shi) ISCRA 公司最新研(yan)發的刀具，既(ji)可用于車削(xue)，也可用于銑(xǐ)削，小規格刀(dao)具卻具有高(gāo)剛性，讓其可(kě)應用于多主(zhǔ)軸機床或📐者(zhě)是加工中心(xīn)上。

第二點是(shi)，對加工效率(lǜ)的要求高，對(duì)于醫療器械(xiè)而言，最最看(kàn)重的就是加(jiā)工效率，也就(jiù)是加工節拍(pai)，其💜要求在最(zuì)短的❗時間内(nei)，能夠更換刀(dāo)片。 MULTI-MASTER 變形金剛(gang)可換刀頭系(xi)列，隻需要幾(jǐ)秒鍾就可換(huàn)上不同的銑(xi)刀頭。快換刀(dao)頭的理念，對(duì)加工效率具(jù)有很好的保(bǎo)🌏證。同時也要(yào)求刀具的壽(shòu)命要盡可能(neng)的🈚穩定、盡可(ke)能的長。應盡(jin)可能采用高(gāo)品😍質的刀具(jù)，兼🚩具塗層、刃(rèn)口、斷屑槽型(xíng)、刀具結構形(xíng)式的整體配(pei)合的。這樣，才(cái)能❌保證機床(chuang) 24 小時運轉，使(shi)得機床以非(fēi)常高的生産(chǎn)效率與市場(chang)🍓上其他的競(jing)争對手進行(hang)競争，從而取(qu)得競争優勢(shì)💁！

第三，從工件(jiàn)本身來說，它(ta)自身便與其(qi)他機械零部(bu)👉件有着很大(dà)的區别。植入(ru)人體的醫療(liáo)器械首先要(yào)求表面光潔(jie)度非常好，精(jīng)度非常高，不(bu)能有任何偏(piān)✉️差，這就♊對刀(dāo)具的刀片😘結(jie)構、刀🙇🏻片的塗(tu)層都有及其(qi)嚴格的要求(qiú)。此外，對刀片(piàn)的重複定位(wei)精🙇🏻度也有嚴(yan)格的眼球，使(shi)其可以在保(bǎo)證效率提高(gāo)的同時不會(hui)忽視高質量(liang)！

完整的解決(jué)方案

ISCAR 深入分(fèn)析了醫學器(qì)械工業植入(ru)物的特點，爲(wèi)了提高這些(xiē)非常關鍵的(de)元件的加工(gōng)性， ISCAR 設計制作(zuò)了針對此行(hang)業的特制刀(dāo)具、刀片以及(jí)卷屑槽以🐅加(jiā)工🏃🏻钛合金 Ti6Al4V 并(bing)獲取此領域(yu)所需的高精(jīng)度的公差值(zhi)。同時，爲了配(pèi)合此類🤞零件(jian)制造商，降低(di)他們的成本(ben)，采用他們已(yǐ)有的生産設(shè)備， ISCAR 也提供特(te)制定制刀具(ju)以滿足不同(tong)場合的應用(yòng)。

ISCAR 特制的帶鋒(feng)利切削刃的(de)整體硬質合(he)金立銑刀可(kě)用于凹🧡型零(líng)🔴件的加工并(bìng)免除毛刺。這(zhè)些立銑刀能(neng)在半精加工(gong)及精加工中(zhōng)，實現最大 0.01mm 餘(yu)量的抛光銑(xǐ)！同時還研發(fā)了應用于加(jiā)工钛合金及(jí)不鏽鋼的刀(dāo)具 —— 基于超細(xì)晶粒基體進(jin)行 PVD 塗層，實現(xiàn)了高切削速(sù)度 + 高進給的(de)高速加工。其(qí)銑刀直徑小(xiao)，編程中可采(cǎi)用偏斜加工(gong)策略，其優點(dian)在于獲得刀(dao)具外徑上的(de)切削速度，排(pái)屑流暢，切削(xuē)區🧑🏽‍🤝‍🧑🏻域接觸面(mian)積下，切削熱(rè)更低！

同時研(yán)發部門還發(fa)現，車削應用(yòng)在醫學器械(xie)工業中，刀片(pian)🏒牌🐇号抑或卷(juàn)屑槽等都需(xū)要進行改進(jìn)。爲滿足用戶(hù)需求，還專門(men)研制⭐了高品(pin)質的磨制刀(dāo)片，諸如 VCET 、 DCET 、 CCET 等，刀(dāo)片槽型爲 WF 。其(qí)先進生産技(ji)術保障了此(cǐ)類改進刀片(pian)帶有抛光的(de)卷屑槽，以實(shí)現半精加工(gong)及精加工的(de)優越表面質(zhi)量。在某些特(tè)殊應🚶用中，還(hai)提供帶 MD 卷屑(xiè)槽的 VCGT 刀片，以(yi)獲取高表面(mian)質量。

其 JET-CUT 系列(lie)切斷刀，刀片(piàn)寬度 3mm 和 4mm ，刀具(ju)壽命長，加工(gong)表面質量高(gao)。這些研發創(chuàng)新都源自其(qi)信念👈 —— 升級無(wu)極限，同時還(hai)已研制出基(jī)于 TANG-GRIP 系列的 HP 高(gāo)壓冷卻系統(tǒng)刀具。

采用經(jing)過實踐證明(ming)過的工藝及(jí)刀具和驗證(zhèng)過的切削參(can)數可以更及(ji)時地面對市(shi)場推出的醫(yī)療器械零部(bù)件零部件加(jiā)工。基于多年(nian)在醫療器械(xie)行業👨‍❤️‍👨的經驗(yàn)，還推出了醫(yi)療器械行業(ye)的刀具套盒(hé)，配合專用機(jī)床🌍，共同爲客(kè)戶提供完美(měi)的解決方案(an)！