關于CNC加(jiā)工在醫療(liáo)器械行業(yè)針對難加(jia)工材料的(de)解💃決方🌈案(an)

近幾年來(lái) CNC 加工中的(de)醫療器械(xiè)行業呈動(dong)态增長趨(qu)勢，醫療器(qì)械制造商(shāng)✔️們也在持(chi)續尋覓更(geng)佳的車削(xuē)中心及良(liang)👈好刀具，用(yong)以提升其(qi)在行業中(zhōng)的競争優(yōu)勢，而這些(xie)💜都成爲⛷️刀(dāo)具業、機床(chuang)業、夾具業(ye)業務增長(zhǎng)的一大重(zhòng)要的渠道(dao)。而 ISCAR 伊斯卡(kǎ)正是看到(dao)了這個巨(jù)大的發展(zhǎn)前景，投入(ru)了大量的(de)人力和物(wù)力，來研發(fā)醫療器械(xie)加工專用(yong)刀具。爲此(ci)其❌特意在(zài)以色列的(de)總部成立(li)了一個專(zhuān)門的醫療(liao)器械行業(yè)刀具研發(fa)部門，有 7 名(míng)專業的工(gōng)程師專門(mén)從事解決(jué)方案的設(shè)計，他們都(dou)有🌏着豐富(fù)💛的經驗，并(bing)且從事醫(yi)療器械加(jia)工刀具的(de)研究都🙇‍♀️超(chao)過了 12 年。截(jie)止到現在(zai)，其用于醫(yi)療器械行(hang)業的刀具(jù)在公司所(suo)有刀具♊産(chǎn)品中的比(bǐ)重約爲 6% ～ 7% ，并(bìng)預計在今(jin)後 2 ～ 3 年，這個(ge)比重将會(hui)上升至 10% ～ 12% 。

難(nan)加工的钛(tài)合金材料(liao)

90% 的醫療器(qì)械植入部(bu)件由 Ti6Al4V 钛合(hé)金制成，源(yuán)于輕質、高(gao)強度及高(gāo)的生物相(xiang)容性🏃🏻，因其(qí)這些特😍性(xìng)，使得钛合(he)金 6AL-4V 成爲醫(yī)用植入器(qi)械的最常(cháng)用的材料(liào)。钛合金 6AL-4V 通(tong)常用于髋(kuān)關節、骨螺(luo)釘、膝關節(jie)、接骨闆、種(zhǒng)植牙、脊椎(zhuī)👌連✏️接元🛀件(jiàn)等的制作(zuo)。

钛合金具(ju)有的特性(xing)之一是加(jia)工硬化。在(zài)加工過程(cheng)剪切角大(da)，産生的切(qie)屑薄，并會(huì)在刀具上(shang)形成相對(dui)♈小的接觸(chù)區域✏️。另外(wai)，加工過程(cheng)中的高切(qiē)削力，同時(shi)💘結合切屑(xie)流動時的(de)摩擦力，這(zhè)些因素都(dou)會導緻刀(dāo)👄具局部切(qie)削熱過高(gao)。而钛合金(jīn)熱傳導性(xìng)差，導緻産(chan)㊙️生的熱量(liàng)不能很好(hǎo)地傳導出(chū)去。于是，大(da)量的切削(xue)熱集中于(yu)切❌削刃及(jí)刀具表面(mian)。高的切削(xue)力，切削熱(rè)會綜合引(yin)起月牙窪(wā)的産生，同(tong)時還會引(yǐn)起刀具的(de)快速失效(xiao)。這些因素(su)🔱導緻的産(chǎn)品質量☔不(bu)過關，以及(ji)刀具的高(gāo)🚩損耗，對于(yú)企業來說(shuō)都是一個(gè)不得不考(kao)慮的問題(tí)。

钛合金相(xiang)對于鋼彈(dan)性更佳是(shì)因其有相(xiàng)對低的彈(dan)性模🔞量❤️。因(yin)此⭐，爲了保(bao)障工件的(de)反彈小，應(ying)避免切削(xue)力過大。薄(bao)㊙️壁件在刀(dao)具壓力下(xià)通常都會(hui)有變形的(de)趨勢，同時(shi)還會引起(qǐ)震❓顫、摩擦(cā)甚至公差(cha)等問題。因(yin)此，解決這(zhe)些問題的(de)關鍵是保(bao)證整個系(xì)統的剛性(xing)，采用鋒利(lì)的切削刃(ren)、正确的幾(ji)何形體的(de)刀具是非(fei)常的有必(bi)要的！另外(wài)，钛合金具(ju)有在高溫(wen)下與切削(xue)刀具發生(shēng)化學反✂️應(yīng)合金化的(de)趨勢，其切(qiē)屑有焊接(jie)到刀具表(biǎo)面的趨勢(shì)。這些都是(shì)不得不考(kǎo)慮的因素(su)！

可靠緊湊(còu)的機床夾(jiá)具

醫療器(qì)械加工設(she)備需要具(ju)備能加工(gong)由難加工(gōng)材料 ( 如钛(tài)合金或不(bú)鏽鋼 ) 制成(cheng)的、精度要(yào)求高的小(xiǎo)而複雜的(de)零件，例如(rú)加工骨頭(tóu)及關節的(de)替代件就(jiù)相當複雜(za)。由于被加(jiā)工材料的(de)切削性能(neng)差，因💔此通(tong)常以棒料(liào)作爲毛坯(pī)料 —— 這就意(yi)味着有大(dà)量的金屬(shu)需要被去(qu)除。也有一(yi)部分零件(jian)被鑄造成(chéng)接近成品(pin)的形狀，但(dàn)這也增加(jiā)了一些麻(ma)煩 —— 需要制(zhi)造複雜而(er)昂貴的夾(jia)具。

增加加(jiā)工複雜性(xing)的另一因(yīn)素是公差(cha)範圍窄。

醫(yi)療器械零(líng)部件工件(jian)材料、加工(gōng)精度、表面(mian)光潔度等(deng)要求非常(cháng)高，這些都(dou)要求加工(gong)系統的可(ke)靠性要高(gāo)。因而，也對(dui)機床、夾具(jù)、刀具、 CAM 軟件(jian)等提出了(le)極高的要(yào)求。

工件通(tong)常在瑞士(shì)自動車床(chuáng)、多主軸機(ji)床和回轉(zhuǎn)工作台等(deng)國際先進(jin)的醫療器(qì)械加工設(she)備上加工(gōng)。這些機床(chuang)的💋特點大(da)都🌂是尺寸(cun)非常小、結(jié)構非常緊(jin)湊🏃🏻。

醫療器(qi)械零部件(jiàn)加工的特(te)點及其要(yao)求，無疑推(tui)動了加工(gong)🧡技😄術以及(ji)解決方案(àn)的發展，以(yi)提高中小(xiao)企業加🌈工(gōng)醫😄用器械(xiè)的競争力(lì)及生産效(xiao)率。

穩定高(gao)效的刀具(ju)

一般來說(shuo)，醫療器械(xiè)行業與其(qí)他機械加(jia)工行業有(yǒu)三點不同(tóng)：

第一，對機(jī)床的要求(qiu)相對較高(gāo)，像瑞士自(zi)動車床、多(duō)👣主軸🈲機床(chuang)和回轉工(gōng)作台等先(xian)進的醫療(liao)器械加工(gong)設備，與通(tōng)常看🏃🏻到的(de)加工💋中心(xin)及車床完(wan)全不同，他(ta)們的結構(gòu)非常緊湊(cou)、尺寸也非(fēi)🔴常小。爲了(le)配合這些(xiē)要求，刀具(jù)的結構也(yě)需要有特(te)殊的設計(ji)，要求刀具(jù)的尺寸也(yě)要🏃🏻很小，同(tóng)時還要保(bao)證刀具的(de)剛性。像 SWISSCUT 系(xì)列專門針(zhēn)對凸輪式(shi)機床的設(she)計，就減少(shao)了加工區(qū)域👨‍❤️‍👨狹小易(yi)産生幹涉(she)的問題，讓(rang)其可以很(hěn)方便地從(cong)刀杆的兩(liǎng)側🌈更換🤩刀(dao)片♌，高精度(dù)的刀片和(he)牢固的刀(dao)座設✌️計保(bao)證🧡了較高(gao)的重複定(dìng)位精度。 MINCUT 是(shì) ISCRA 公司最新(xin)研發的刀(dāo)具，既可用(yòng)于車削，也(ye)可用于銑(xi)削，小規格(gé)刀具卻具(ju)有高剛性(xing)，讓其可應(ying)用于多主(zhǔ)軸機床或(huò)者是加工(gong)中心上。

第(dì)二點是，對(duì)加工效率(lü)的要求高(gao)，對于醫療(liao)器械而🔴言(yán)，最最☂️看重(zhòng)的就是加(jiā)工效率，也(yě)就是加工(gōng)節拍，其要(yào)求💞在最短(duǎn)的㊙️時間内(nèi)，能㊙️夠更換(huàn)刀片。 MULTI-MASTER 變形(xing)金剛可換(huan)刀頭系列(liè)，隻需要幾(jǐ)秒鍾就可(ke)換上🐅不同(tóng)的銑刀頭(tóu)。快換刀頭(tou)的理念，對(dui)加工效率(lü)具有很好(hǎo)🔆的保證。同(tong)時也要求(qiú)刀具的壽(shòu)命要盡可(ke)能的穩定(dìng)、盡可能的(de)長。應盡可(kě)能采用高(gāo)品質的刀(dao)具，兼具塗(tú)層、刃口、斷(duàn)屑槽型、刀(dāo)具結👅構形(xing)式的整體(ti)配合的。這(zhe)樣，才能保(bǎo)證機床 24 小(xiao)時運轉，使(shǐ)得機床以(yi)非常高的(de)生産效率(lǜ)與市場上(shang)其他的競(jìng)⭕争對手進(jìn)行競争，從(cóng)而取得競(jìng)争優勢！

第(di)三，從工件(jiàn)本身來說(shuō)，它自身便(bian)與其他機(ji)械零部件(jiàn)有📱着很大(dà)的區别。植(zhi)入人體的(de)醫療器械(xie)首先要求(qiu)表面光潔(jié)度😘非常好(hao)，精🈚度非常(cháng)高，不能有(yǒu)任何偏差(cha)，這就對刀(dāo)具👣的刀片(piàn)結構、刀片(piàn)的塗層都(dōu)有及其嚴(yan)格的要求(qiú)。此外，對🌏刀(dāo)片的重複(fu)定位精度(du)也有嚴💚格(gé)的眼球，使(shi)其可以在(zài)保證效率(lü)提高的同(tong)時不會忽(hū)視高質量(liàng)！

完整的解(jiě)決方案

ISCAR 深(shen)入分析了(le)醫學器械(xie)工業植入(rù)物的特點(dian)，爲了提高(gāo)這些非常(chang)關鍵的元(yuán)件的加工(gong)性， ISCAR 設計制(zhi)作了針對(duì)此行業的(de)特制刀具(ju)、刀片以及(ji)卷屑槽以(yi)加工钛合(hé)金 Ti6Al4V 并獲取(qu)此領域所(suǒ)需的高精(jing)度的公差(chà)值。同時，爲(wèi)了配合此(ci)類零件制(zhì)造商，降低(dī)他們的成(chéng)本，采用他(ta)們已有的(de)生産設備(bei)， ISCAR 也提供特(tè)制定制刀(dao)具以滿足(zú)不同場合(hé)的應用。

ISCAR 特(tè)制的帶鋒(feng)利切削刃(ren)的整體硬(yìng)質合金立(lì)銑刀可用(yong)于凹型零(líng)⛷️件的加工(gōng)并免除毛(mao)刺。這些立(lì)銑刀能在(zài)半精加工(gōng)及精加💃工(gong)中，實現最(zuì)大 0.01mm 餘量的(de)抛光銑！同(tong)時還研發(fa)了應用于(yu)加工钛合(hé)金及不📐鏽(xiu)鋼的❓刀具(ju) —— 基于超細(xì)晶粒基體(tǐ)進行 PVD 塗層(céng)，實現了高(gao)切削速度(du) + 高進給的(de)高速加工(gong)。其銑刀直(zhí)徑小，編程(chéng)中可采用(yong)偏斜加工(gōng)策略，其優(yōu)點在于獲(huò)得刀具外(wài)徑上的切(qie)削速度，排(pái)屑流🔴暢，切(qie)🙇🏻削區域接(jie)觸面積下(xia)，切削熱更(gèng)低！

同時研(yan)發部門還(hái)發現，車削(xue)應用在醫(yī)學器械工(gong)業中，刀片(pian)牌号抑或(huò)卷屑槽等(deng)都需要進(jin)行改進。爲(wèi)滿足用戶(hu)需求，還專(zhuan)門研制🚶了(le)高品質的(de)磨制刀片(pian)，諸如 VCET 、 DCET 、 CCET 等，刀(dāo)片槽型爲(wei) WF 。其先進生(sheng)産技術保(bao)障了此類(lèi)改進刀片(pian)帶有抛光(guang)的卷屑槽(cao)，以實現半(ban)精加工及(ji)精加工的(de)優越表面(mian)質量。在某(mǒu)些特殊應(yīng)🈲用中，還提(ti)供帶 MD 卷屑(xiè)槽的 VCGT 刀片(pian)，以獲取高(gao)表面質量(liang)。

其 JET-CUT 系列切(qiē)斷刀，刀片(piàn)寬度 3mm 和 4mm ，刀(dāo)具壽命長(zhang)，加工表面(mian)質量高。這(zhe)些研發創(chuang)新都源自(zi)其信念🈲 —— 升(sheng)級無極限(xian)，同時還已(yi)研制出基(ji)于 TANG-GRIP 系列的(de) HP 高壓冷卻(què)系統刀具(ju)。

采用經過(guo)實踐證明(ming)過的工藝(yì)及刀具和(hé)驗證過的(de)切削參數(shu)❄️可以更及(jí)時地面對(duì)市場推出(chū)的醫療器(qì)械零部件(jian)零部件加(jia)工。基于多(duo)年在醫療(liáo)器械行業(ye)的經驗🔞，還(hái)推出了醫(yī)療器械行(hang)業的刀具(jù)套盒，配合(he)專用機床(chuáng)，共同爲客(kè)⛱️戶提供完(wan)🛀🏻美的解決(jué)方案！