關于CNC加(jia)工在醫療器械(xie)行業針對難加(jia)工材料的解㊙️決(jué)方案💜

近幾(jǐ)年來 CNC 加工中的(de)醫療器械行業(ye)呈動态增長趨(qu)勢，醫療器械制(zhi)造商們✊也在持(chí)續尋覓更佳的(de)車削中心及良(liáng)好刀具，用以提(ti)升其在行🔞業中(zhong)的競争優勢，而(ér)這些都成爲☔刀(dāo)具業、機床業🌂、夾(jiá)具業業務增👨‍❤️‍👨長(zhǎng)的一大重要的(de)渠道。而 ISCAR 伊斯卡(ka)正是看到了這(zhè)個巨大的發展(zhan)前景，投入了大(da)量的人力和物(wu)力，來研發醫療(liáo)器械加工專用(yong)刀具。爲🛀🏻此其特(tè)意在以色列🥰的(de)總部成立了一(yī)個專門的醫療(liao)器械行業刀具(jù)研發部門，有 7 名(ming)專業的工程師(shī)專門從事解決(jué)方案的設計，他(ta)們都有着豐富(fù)♋的經驗，并且從(cóng)事醫療器械加(jiā)工刀具的研究(jiu)都超過了 12 年。截(jie)止到現在，其用(yòng)于醫療器械行(hang)業的刀具在公(gong)司所有刀具産(chan)品中的比重約(yue)爲 6% ～ 7% ，并預計在今(jīn)後 2 ～ 3 年，這個比重(zhong)将會上升至 10% ～ 12% 。

難(nan)加工的钛合金(jin)材料

90% 的醫療器(qì)械植入部件由(you) Ti6Al4V 钛合金制成，源(yuan)于輕質、高強度(dù)及高的生物相(xiang)容性，因其這些(xiē)特性，使得钛合(he)金 6AL-4V 成爲醫用植(zhí)入器械的最常(cháng)用的材料。钛合(hé)金 6AL-4V 通常用于髋(kuan)關節、骨螺釘、膝(xi)關節、接骨闆、種(zhong)植牙、脊🔞椎連🆚接(jie)元🍓件等的制作(zuò)。

钛合金具有的(de)特性之一是加(jia)工硬化。在加工(gōng)過程剪切角大(dà)，産生的切屑薄(báo)，并會在刀具上(shàng)形成相對小的(de)接觸區域。另外(wai)，加工過程中的(de)高切削力，同時(shí)⭐結合切屑流動(dòng)⛱️時的摩擦力，這(zhe)些因素都會導(dao)緻刀具局部切(qie)👌削熱過高。而钛(tài)合金熱傳導性(xing)差，導緻産生的(de)熱量不能很好(hao)地傳導出去。于(yu)是，大量的切削(xuē)熱集中于切削(xuē)刃及刀具表面(miàn)。高的切削力，切(qie)削熱會綜合引(yin)起月牙窪的産(chan)生，同時還會引(yin)起刀具的🧡快速(su)失效。這些因素(su)導緻的産品質(zhi)量不過關，以及(jí)刀具的高損耗(hào)，對于企業來說(shuo)💞都是一個不得(dé)🐉不考慮的問題(ti)。

钛合金相對于(yu)鋼彈性更佳是(shì)因其有相對低(di)的彈🚶‍♀️性模量。因(yīn)此，爲了保障工(gong)件的反彈小，應(ying)避免切削力過(guò)大。薄壁件在刀(dāo)具壓力下通常(cháng)都會有變形的(de)趨勢，同時還會(huì)引起震✉️顫、摩擦(ca)甚至公差等問(wèn)題。因此，解決這(zhè)💘些問題的關鍵(jian)是保證整個系(xì)統的剛性，采用(yòng)鋒利的切削刃(ren)、正确的幾何形(xíng)體的刀具是非(fei)常的有必要👉的(de)！另外，钛合金具(jù)有在高溫下與(yǔ)切削刀具發生(shēng)化學反應合金(jin)🌈化的趨勢，其切(qiē)屑有焊接到刀(dao)具表面的趨勢(shi)👉。這些都是不得(de)不考慮的因素(sù)！

可靠緊湊的機(ji)床夾具

醫療器(qi)械加工設備需(xu)要具備能加工(gōng)由難加工材料(liao) ( 如钛合金或不(bu)鏽鋼 ) 制成的、精(jīng)度要求高的小(xiao)而複雜的零件(jiàn)，例如加工📧骨頭(tou)及關節🌏的替代(dài)件就相當複雜(zá)。由于被加工材(cai)料的切削性能(néng)👈差，因此通常以(yi)棒料作爲毛坯(pī)料 —— 這就意味着(zhe)有大量的金屬(shǔ)需要被去除。也(yě)有一部分💋零件(jiàn)被鑄造成接近(jìn)成品的形狀，但(dàn)這也增加了一(yi)些麻煩 —— 需要制(zhi)造複雜而昂貴(gui)的夾具。

增加加(jiā)工複雜性的另(lìng)一因素是公差(chà)範圍窄。

醫療器(qi)械零部件工件(jian)材料、加工精度(du)、表面光潔度等(děng)要♊求👣非常高，這(zhe)些都要求加工(gong)系統的可靠性(xing)要高。因💘而，也對(duì)機床、夾具、刀具(ju)、 CAM 軟件等提出了(le)極高的要求。

工(gōng)件通常在瑞士(shì)自動車床、多主(zhǔ)軸機床和回轉(zhuan)工作♍台等國際(jì)先進的醫療器(qì)械加工設備上(shang)加工。這些機床(chuang)的特點🈲大都是(shì)尺👈寸非常小、結(jié)構非常緊湊。

醫(yi)療器械零部件(jiàn)加工的特點及(ji)其要求，無疑推(tuī)動了加工技術(shu)以及解決方案(àn)的發展，以提高(gao)中小企🈲業加工(gōng)醫用器械的競(jing)争力及生産效(xiào)率。

穩定高效的(de)刀具

一般來說(shuo)，醫療器械行業(ye)與其他機械加(jia)工行業有三點(dian)不同：

第一，對機(jī)床的要求相對(dui)較高，像瑞士自(zì)動車床、多主軸(zhou)機床🏒和回轉工(gōng)作台等先進的(de)醫療器械加工(gōng)設備，與通☁️常看(kan)到的加工中心(xin)及車床完全不(bú)同，他們的結構(gou)非常緊湊、尺⛷️寸(cùn)也非常小。爲🍓了(le)配合這些要求(qiú)，刀具的結構也(yě)需要有特殊的(de)設計，要求刀具(ju)的尺寸也要很(hěn)小，同時還要保(bao)證刀具的剛性(xìng)。像 SWISSCUT 系列專門針(zhen)對凸輪式機床(chuang)的設計，就減少(shao)了加工區域狹(xiá)小☂️易産生幹涉(shè)的問題，讓其可(ke)以很方便地從(cóng)刀杆的兩側更(gèng)換刀片，高精度(dù)的刀片和牢固(gù)的刀座設計保(bǎo)證了較高的重(zhong)複定位精度。 MINCUT 是(shi) ISCRA 公司最新研發(fa)的刀具，既可用(yong)于車削，也可用(yong)于銑削🎯，小規格(ge)刀具卻具有高(gāo)剛性，讓其可應(ying)用于多主軸機(jī)床或者是加工(gong)中心上。

第二點(diǎn)是，對加工效率(lü)的要求高，對于(yu)醫療器械而言(yán)，最🔴最看💋重的就(jiù)是加工效率，也(ye)就是加工節拍(pāi)，其要求在最短(duǎn)的時間内，能夠(gòu)更換刀片。 MULTI-MASTER 變形(xíng)金剛可換刀頭(tóu)系列，隻需要幾(ji)秒鍾就可換上(shàng)不同的銑📱刀頭(tou)。快換刀頭的理(lǐ)念，對加工效率(lǜ)具有很好的保(bao)證。同🌂時也要求(qiú)刀具的壽命要(yao)盡可能的穩定(dìng)、盡可能的長。應(ying)盡💯可能采用高(gao)品質的刀具，兼(jian)具塗層、刃口、斷(duan)屑槽型、刀具結(jie)構形式的整體(tǐ)配合🧡的。這樣，才(cái)能保證機床 24 小(xiao)時運轉，使得機(jī)床以非常高的(de)生産效率與市(shì)場上♋其他♊的☔競(jìng)争對手進行競(jing)争，從而取得競(jing)争優勢💃！

第三，從(cóng)工件本身來說(shuo)，它自身便與其(qi)他機械零部🥰件(jian)有着👉很💛大的區(qu)别。植入人體的(de)醫療器械首先(xiān)要🍓求表面光潔(jié)度非常好，精度(dù)非常高，不能有(you)任何偏差，這就(jiu)對刀具✊的刀片(pian)⭕結構、刀片的塗(tú)層都有及其🤞嚴(yán)格的要求。此外(wài)，對🐅刀片的重複(fu)定位精度也有(yǒu)嚴⭐格的眼球，使(shi)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼其可以在保證(zheng)效率提高的同(tóng)時不會忽視高(gāo)質量！

完整的解(jiě)決方案

ISCAR 深入分(fèn)析了醫學器械(xie)工業植入物的(de)特點，爲了提👌高(gao)這些非常關鍵(jiàn)的元件的加工(gōng)性， ISCAR 設計制作了(le)針對此行業的(de)特制刀具、刀片(pian)以及卷屑✊槽以(yi)🔞加工♊钛合金 Ti6Al4V 并(bìng)獲取此領域所(suǒ)需的高精度的(de)公差值。同時，爲(wei)了配合此類零(ling)🥰件制造商，降低(di)他們的成本，采(cǎi)用他們已有💃🏻的(de)生産設備， ISCAR 也提(ti)供特制定制刀(dāo)具以滿足不同(tong)場合的應用。

ISCAR 特(tè)制的帶鋒利切(qiē)削刃的整體硬(yìng)質合金立銑刀(dāo)可用🐪于👄凹型✍️零(ling)件的加工并免(mian)除毛刺。這些立(lì)銑刀能在半精(jīng)加🚩工及精加🔞工(gong)中，實現最大 0.01mm 餘(yú)量的抛光銑！同(tóng)時還研發了應(yīng)用于加工钛合(he)金及不鏽鋼的(de)❄️刀具 —— 基于超細(xi)晶粒基體進行(háng) PVD 塗層，實現了高(gao)切削速度 + 高進(jìn)給的高速加工(gong)。其銑刀直徑小(xiao)，編程中可采用(yòng)偏斜✊加工策略(lue)，其優點在于獲(huo)得刀具外徑上(shàng)的切削速🌈度，排(pái)💚屑流暢，切削區(qū)域接觸面積下(xià)，切削熱更低！

同(tong)時研發部門還(hai)發現，車削應用(yong)在醫學器械工(gōng)業中，刀片牌号(hao)抑或卷屑槽等(děng)都需要進行改(gǎi)進。爲滿🆚足用戶(hù)需求，還專門研(yán)制了高品質的(de)磨制刀片，諸如(ru) VCET 、 DCET 、 CCET 等，刀片槽型爲(wei) WF 。其先進生産技(jì)術保障了此類(lei)改進刀片帶有(yǒu)抛光的卷屑槽(cao)，以實現半精加(jiā)工及精加工的(de)優越表面質量(liang)。在某些特殊應(ying)用中，還提供帶(dài) MD 卷屑槽的 VCGT 刀片(piàn)，以獲取高表面(mian)質量。

其 JET-CUT 系列切(qiē)斷刀，刀片寬度(dù) 3mm 和 4mm ，刀具壽命長(zhǎng)，加工表面質量(liang)高。這些研發創(chuang)新都源自其信(xìn)念 —— 升級無極限(xiàn)，同時還已研制(zhì)出基于 TANG-GRIP 系列的(de) HP 高壓冷卻系統(tǒng)刀具。

采用經過(guò)實踐證明過的(de)工藝及刀具和(hé)驗證過的切削(xue)參數可以更及(jí)時地面對市場(chang)推出的醫療器(qi)械零部件零部(bu)件加工。基于多(duo)年在醫療器械(xiè)行業的經驗，還(hai)推出了醫療器(qì)械行業的刀具(ju)套盒，配合👅專用(yòng)機床，共同爲客(ke)戶提供完美的(de)解決方案！