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

近幾(ji)年來 CNC 加工中的(de)醫療器械行業(yè)呈動态增長趨(qu)勢，醫療器械✉️制(zhì)🏒造商們也在持(chi)續尋覓更佳的(de)車削中心及良(liang)好刀具，用以提(ti)升其👉在行業中(zhōng)的競争優勢，而(ér)這些都成爲刀(dāo)具業、機床業、夾(jia)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(zhǎn)前景，投入了大(da)量💋的人🔞力和物(wù)力，來研發醫療(liáo)器械加工專用(yong)刀具。爲此其特(te)意在以👈色列的(de)總部成立了一(yī)個專門🔞的醫療(liáo)器械行☀️業刀具(ju)研發部♍門，有 7 名(míng)專業的工程師(shi)專門從事解決(jué)方案的設計，他(ta)們都有㊙️着豐🔞富(fu)🌈的經驗，并且從(cong)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(yong)于醫療器械行(háng)業的刀具在公(gōng)司所👈有刀具🔅産(chǎn)品中的比重約(yue)爲 6% ～ 7% ，并預計在今(jīn)後 2 ～ 3 年，這個比重(zhòng)将會上升至 10% ～ 12% 。

難(nán)加工的钛合金(jin)材料

90% 的醫療器(qi)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(xiàng)容性，因其這些(xie)特性，使得钛合(hé)金 6AL-4V 成爲醫用植(zhi)入器械的最常(chang)用的材料。钛合(he)金 6AL-4V 通常用于髋(kuan)關節、骨螺釘、膝(xī)關節、接骨闆、種(zhǒng)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(jiā)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(dong)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(xìng)差，導緻産生的(de)熱量不能很好(hǎo)地傳導出去。于(yú)是❓，大量的切削(xue)熱集中于切削(xuē)刃及刀具表面(miàn)。高的切削力，切(qiē)✊削熱♻️會綜合引(yin)起月牙窪的産(chǎn)⛹🏻‍♀️生，同時還會引(yǐn)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(hao)，對于企業來說(shuō)都是一個不得(de)不考🐇慮的問題(tí)。

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(yin)🌂此，爲了保障工(gong)件的反彈小，應(yīng)避免切削力過(guo)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(zhe)些問題的關鍵(jian)是保☁️證整個系(xì)統的剛性，采用(yong)鋒利的切削刃(rèn)、正确的幾何形(xing)體的刀具是非(fēi)🐅常的有必要的(de)！另外，钛合金具(ju)有在高溫下與(yǔ)切削刀具發生(sheng)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(su)！

可靠緊湊的機(jī)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(liào) ( 如钛合金或不(bu)鏽鋼 ) 制成的、精(jing)度要求高的小(xiao)而複雜的零件(jian)，例如加工骨頭(tóu)及關💁節💚的替代(dai)件就相當複雜(za)。由于被加工材(cai)料的切削性能(neng)差，因此通常以(yi)棒料作爲毛坯(pi)料 —— 這就意味着(zhe)有大量的金屬(shǔ)需要被去除。也(ye)有一部分零件(jian)被鑄造成接近(jin)成品的形狀，但(dàn)這也增加了一(yī)些麻煩 —— 需要制(zhì)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(qì)械零部件工件(jian)材料、加工精度(dù)、表面光潔度等(deng)要求非常高，這(zhè)些都要求加工(gong)系統的可靠性(xìng)要高。因而，也對(duì)機床、夾具、刀㊙️具(jù)、 CAM 軟件等提出了(le)極高的要求。

工(gong)件通常在瑞士(shi)自動車床、多主(zhu)軸機床和回轉(zhuǎn)工☀️作台等❄️國際(jì)先進的醫療器(qì)械加工設備上(shàng)加工。這些機床(chuáng)的特點👉大都是(shi)尺寸非常小、結(jie)構非常緊湊。

醫(yī)療器械零部件(jiàn)加工的特點及(jí)其要求，無疑推(tui)動了加工技術(shu)以及解決方案(àn)的發展，以提高(gāo)中小企🏃業加🌈工(gōng)醫♉用器械的競(jing)争力及生産效(xiao)率。

穩定高效的(de)刀具

一般來說(shuō)，醫療器械行業(yè)與其他機械加(jia)工行業有三點(diǎn)不同：

第一，對機(ji)床的要求相對(duì)較高，像瑞士自(zì)動車床、多主軸(zhóu)💯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(kàn)到的加工💔中心(xin)及車床完全不(bú)同，他們的結構(gòu)非常緊湊、尺寸(cun)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(jù)✔️的尺寸也要🐉很(hěn)小，同時還❓要保(bǎo)證刀具的剛性(xing)。像 SWISSCUT 系列專門針(zhēn)對凸輪式機床(chuáng)的設計，就減少(shǎo)了加工區域狹(xia)小易産生幹涉(shè)的問題，讓其可(kě)以很方便地從(cóng)刀杆的兩側🔆更(geng)換刀片，高精度(du)的刀片和牢固(gù)的刀座設計保(bao)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(yòng)于車削，也可用(yong)于銑削，小規格(ge)🔞刀具卻具有高(gao)剛性，讓其可應(ying)用于多主軸機(ji)床或者是加工(gōng)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(yě)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(xing)金剛可換刀頭(tou)系列，隻需要幾(jǐ)秒鍾就可換上(shang)不同的銑刀頭(tou)。快換刀頭的理(lǐ)念，對加工效率(lü)具有很好的保(bǎo)證。同時也要求(qiu)刀具的壽命要(yào)盡可能的穩定(dìng)、盡可能的長。應(ying)盡可能采用高(gāo)品質的刀具，兼(jiān)具塗層、刃口、斷(duàn)屑槽型、刀具結(jié)構形式的🈲整體(ti)配合♊的。這樣，才(cai)能🛀🏻保證機床 24 小(xiǎo)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(jing)争對手進行競(jìng)争，從而取得競(jìng)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(qū)别。植入人體的(de)醫療器械首先(xiān)要☂️求表面光潔(jie)度非常好，精度(dù)非常高，不能有(yǒu)任何偏差，這就(jiù)✏️對刀具的刀片(piàn)✉️結構、刀片的塗(tu)💃🏻層都有及其嚴(yan)格的要求。此外(wai)，對刀片的重複(fú)定位精度也有(you)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(jie)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(gāo)🙇‍♀️這些非常關鍵(jiàn)的元件的加工(gong)性， ISCAR 設計制作了(le)針對此行業的(de)特制刀具、刀片(piàn)以及卷屑槽以(yǐ)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(wèi)了配合此類零(líng)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(tí)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(qie)削刃的整體硬(yìng)質合金立銑刀(dao)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(gōng)中，實現最大 0.01mm 餘(yu)量的抛光銑！同(tong)時還研發了應(ying)用于加工钛合(hé)金及不鏽👣鋼的(de)刀具 —— 基于超細(xì)晶粒基體進行(hang) PVD 塗層，實現了高(gao)切削速度 + 高進(jin)給的高速加工(gōng)。其銑刀直徑小(xiao)，編程中可采用(yòng)偏⁉️斜加🤞工策略(luè)，其優點在于獲(huò)得刀具外徑上(shàng)的切削速度，排(pái)屑流暢，切削區(qu)❄️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(gong)業❓中，刀片牌号(hào)抑或卷屑槽等(děng)都需要進行改(gai)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(rú) VCET 、 DCET 、 CCET 等，刀片槽型爲(wèi) WF 。其先進生産技(jì)術保障了此類(lèi)改進刀片帶有(yǒu)抛光的卷屑🚩槽(cáo)，以實現半精加(jia)工及精加工的(de)優越表面質量(liàng)。在某些特殊應(ying)用中，還提供帶(dai) 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(zhang)，加工表面質量(liang)高。這些研發創(chuàng)新都源自其信(xin)念 —— 升級無極限(xian)，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(guo)實踐證明過的(de)工藝及刀具和(hé)驗證過的切削(xuē)參數可以更及(ji)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(xie)行業的經驗，還(hai)推出了醫療器(qi)械行業的刀⛹🏻‍♀️具(ju)套盒，配合專用(yong)機床🛀，共同爲客(ke)戶提供完美的(de)解決方案！