關于CNC加工在醫(yī)療器械行業針對(dui)難加工材料的解(jie)決方案

近幾年(nián)來 CNC 加工中的醫療(liao)器械行業呈動态(tai)增長趨勢，醫療器(qì)械🌐制✔️造商們也在(zài)持續尋覓更佳的(de)車削中心及良好(hǎo)刀具，用以提🏃🏻‍♂️升其(qí)🐉在行⭐業中的競争(zhēng)優勢，而這些都成(cheng)爲刀具業☂️、機床業(yè)、夾具業業務增🈚長(zhǎng)的一大重要的渠(qu)道☁️。而 ISCAR 伊斯卡正是(shi)看到了這個巨大(dà)的發展前景，投入(rù)了大量的人力和(he)物力，來研發醫療(liáo)器械加工專用刀(dao)✏️具。爲此其特意在(zai)以色列的總部成(cheng)立了一個專門的(de)醫療器械行業刀(dao)具研發部門，有 7 名(ming)專業的工程師專(zhuān)門從事解決方案(an)的設計，他們🌈都有(you)着豐⚽富的經驗，并(bing)且從事醫療器械(xie)加工刀具的研究(jiu)都超過了 12 年。截止(zhǐ)到現在，其用于醫(yi)療器械行業的刀(dāo)具在公司所🈲有刀(dāo)🌍具産品中的比重(zhòng)約爲 6% ～ 7% ，并預計在今(jīn)後 2 ～ 3 年，這個比重将(jiang)會上升至 10% ～ 12% 。

難加工(gōng)的钛合金材料

90% 的(de)醫療器械植入部(bu)件由 Ti6Al4V 钛合金制成(cheng)，源于輕質、高強度(du)及高的生物相容(rong)性，因其🔴這些✏️特性(xìng)，使得钛合金 6AL-4V 成爲(wei)醫用植入器械的(de)最常用的材料。钛(tai)合金 6AL-4V 通常用于髋(kuān)關節、骨螺釘、膝關(guān)節、接骨闆、種植牙(ya)、脊椎連接⛹🏻‍♀️元🏃🏻件等(deng)的制作。

钛合金具(ju)有的特性之一是(shì)加工硬化。在加工(gōng)過程剪切角📞大，産(chǎn)生的切屑薄，并會(hui)在刀具上形成相(xiang)對😘小的👄接觸👌區域(yu)。另外，加工過程中(zhōng)的高切削力，同時(shí)結合切屑流動💃時(shi)的摩擦力，這些因(yin)素都會導緻刀👈具(ju)局部切削熱過高(gāo)。而钛合金熱傳導(dǎo)性差，導緻産🌈生的(de)熱量不能很好地(di)傳導出去。于是☔，大(da)量的切削熱集中(zhong)于切削刃及刀具(jù)表面。高的切削力(lì)，切削熱會綜合引(yǐn)起月牙窪的産生(sheng)，同時還會引起刀(dāo)具的快速失效。這(zhè)些因素導緻的産(chǎn)品質量不🏃‍♂️過關，以(yǐ)及刀具的高損耗(hào)，對于企業來說都(dōu)是一個不得不考(kǎo)慮的問題。

钛合金(jin)相對于鋼彈性更(gèng)佳是因其有相對(duì)低的彈❄️性模量☔。因(yīn)此，爲了保障工件(jiàn)的反彈小，應避免(mian)切削力過大。薄壁(bi)件在刀具壓⛹🏻‍♀️力下(xia)通常都會有變形(xing)的趨勢，同時還會(hui)引起震顫、摩擦甚(shèn)至公差等問題。因(yin)此，解決這些問題(tí)的關鍵是保🧑🏾‍🤝‍🧑🏼證整(zhěng)個系統的剛性🐉，采(cǎi)用鋒利的🌈切削刃(rèn)、正确的幾何形體(ti)的刀具是非常的(de)有必要的！另外，钛(tài)合金具有在高溫(wēn)下與切削刀具發(fā)生化學反應合金(jīn)化的趨勢，其切屑(xie)有焊接🈲到刀具表(biǎo)面的趨勢✍️。這些都(dōu)是不得不考慮的(de)因素！

可靠緊湊的(de)機床夾具

醫療器(qi)械加工設備需要(yao)具備能加工由難(nan)加工材料 ( 如钛合(he)金或不鏽鋼 ) 制成(chéng)的、精度要求高的(de)小而複雜的零件(jian)，例如加工骨頭🔞及(jí)關節的替代件就(jiu)相當複雜。由于被(bei)加工材料的切削(xuē)✔️性能差，因此通🐅常(chang)以棒料作爲毛坯(pi)料 —— 這就意味着有(you)大量的金屬需要(yao)被去除。也有一部(bù)分零件被鑄造成(cheng)接近成品的形狀(zhuàng)，但這也增加了一(yī)些✌️麻煩👄 —— 需要制造(zào)複雜而昂貴的夾(jia)具。

增加加工複雜(zá)性的另一因素是(shì)公差範圍窄。

醫療(liáo)器械零部件工件(jian)材料、加工精度、表(biao)面光潔度等要求(qiú)非常高，這些都要(yao)求加工系統的可(kě)靠性要高。因而，也(ye)對機床、夾⁉️具、刀具(jù)、 CAM 軟件等提出了極(jí)高的要求。

工件通(tōng)常在瑞士自動車(chē)床、多主軸機床和(he)回轉工作台等國(guó)際先進的醫療器(qi)械加工設備上加(jia)工。這些機床的特(te)點大都是尺寸非(fēi)常小、結構非常緊(jǐn)湊🔱。

醫療器械零部(bù)件加工的特點及(ji)其要求，無疑推動(dong)🏃🏻‍♂️了加工技術以及(ji)解決方案的發展(zhan)，以提高中小企業(yè)加工醫用器械的(de)⛱️競争力及生産效(xiao)率。

穩定高效的刀(dāo)具

一般來說，醫療(liao)器械行業與其他(tā)機械加工行業有(you)三點不同：

第一，對(dui)機床的要求相對(dui)較高，像瑞士自動(dong)車床、多主軸機床(chuáng)和回轉工作台等(děng)先進的醫療器械(xiè)加工設備，與通常(cháng)看到的加工中心(xīn)及車床完全不同(tong)，他們的結構非常(cháng)緊湊、尺寸也非常(cháng)小。爲了配合這些(xiē)💋要求，刀具的結構(gòu)也需要有特殊的(de)設計，要求刀具的(de)尺寸也要很小，同(tóng)時還要保證刀具(ju)的剛性。像 SWISSCUT 系列專(zhuan)門針對凸輪式機(jī)床的設計，就減少(shao)了加工區域狹小(xiǎo)易産生幹涉的問(wen)題，讓其可以很方(fāng)便地👈從刀杆的兩(liǎng)側更換刀片💚，高精(jing)度的刀片和牢固(gù)的刀座設💞計保證(zheng)☂️了較高的重複定(ding)位精💛度。 MINCUT 是 ISCRA 公司最(zuì)新研發的刀具，既(jì)可用于車削，也可(ke)用于銑削，小規😘格(gé)♻️刀具卻具有高剛(gang)性，讓其可應用于(yú)多主軸機床或者(zhe)是加工中心上。

第(di)二點是，對加工效(xiào)率的要求高，對于(yu)醫療器械而☎️言，最(zui)最看重的就是加(jiā)工效率，也就是加(jiā)工節拍，其要求在(zài)最短的🌍時間内，能(neng)夠更換刀片。 MULTI-MASTER 變形(xing)金剛可換刀頭系(xi)列，隻需要幾秒鍾(zhong)就可換上不同的(de)銑刀頭。快換刀頭(tóu)的理念，對加工效(xiào)率具有很好的保(bao)👈證。同時也㊙️要求刀(dāo)具的壽命要盡可(kě)能的穩定、盡☎️可能(neng)的長。應盡可能采(cai)用高品質的刀具(jù)，兼✊具塗層、刃口、斷(duàn)屑槽型、刀具結構(gòu)形式的整體配合(he)☂️的。這樣，才能保證(zheng)機床 24 小時運轉，使(shǐ)得機床以非常高(gāo)的生産效率與市(shì)場上㊙️其📧他的競争(zhēng)對手進行競争，從(cóng)而取得競争優勢(shì)❄️！

第三，從工件本身(shen)來說，它自身便與(yu)其他機械零部件(jiàn)有着很大的區别(bie)。植入人體的醫療(liáo)器械首先要求表(biao)面光🚶‍♀️潔度非常🈲好(hǎo)，精度非常高，不能(néng)有任何偏👉差，這就(jiù)對刀具的刀片結(jie)構、刀🏃‍♂️片的塗層都(dou)有及其㊙️嚴格的要(yào)㊙️求。此外，對刀片的(de)重🌈複定位精🔞度也(yě)有嚴✏️格的眼球，使(shǐ)其可以在保證效(xiào)率提高的同時不(bú)會忽視高質量！

完(wán)整的解決方案

ISCAR 深(shēn)入分析了醫學器(qì)械工業植入物的(de)特點，爲了提高這(zhè)些非常關鍵的元(yuán)件的加工性， ISCAR 設計(jì)制作了針對此行(háng)業的特制刀具、刀(dao)片以及卷屑槽以(yǐ)加✏️工钛合金 Ti6Al4V 并獲(huo)取此領域所需的(de)高精度的公差值(zhí)。同時，爲了配合此(cǐ)⛷️類零件制造商，降(jiang)低他們的成本，采(cǎi)用他們已有的生(shēng)産設備， ISCAR 也提供特(te)制定制刀具以滿(man)足不同場合的應(ying)用。

ISCAR 特制的帶鋒利(li)切削刃的整體硬(yìng)質合金立銑刀可(ke)用于凹型🙇🏻零件的(de)加工并免除毛刺(cì)。這些立銑刀能在(zai)半❓精加工及💜精加(jia)工中，實現最大 0.01mm 餘(yú)量的抛光銑！同時(shi)還研發了應用于(yu)加工钛合金及不(bu)鏽鋼的刀具 —— 基于(yú)超細晶粒基體進(jìn)行 PVD 塗層，實現了高(gao)切削速度 + 高進給(gei)的高速加工。其銑(xǐ)刀直徑小，編程中(zhōng)可采用偏斜加工(gong)策略，其優點在于(yú)獲得刀具外徑上(shàng)的切削速‼️度，排屑(xiè)流暢，切削區🌈域接(jie)觸面積下，切削熱(re)更低！

同時研發部(bù)門還發現，車削應(yīng)用在醫學器械工(gōng)業中🔞，刀片牌号抑(yi)或卷屑槽等都需(xū)要進行改進。爲滿(mǎn)足用🌐戶需🧡求，還專(zhuān)門⭕研制了高品質(zhi)的磨制刀片，諸如(rú) VCET 、 DCET 、 CCET 等，刀片槽型爲 WF 。其(qi)先進生産技術保(bǎo)障了此類改進刀(dāo)片帶有抛光的卷(juan)屑槽，以實現半精(jīng)加工及精加工的(de)優越表面質量。在(zai)某些特🛀🏻殊應🏃🏻用中(zhong)，還提供帶 MD 卷屑槽(cáo)的 VCGT 刀片，以獲取高(gao)表面質量。

其 JET-CUT 系列(liè)切斷刀，刀片寬度(du) 3mm 和 4mm ，刀具壽命長，加(jiā)工表面質量高。這(zhè)些研發創新都源(yuan)自其🈲信念 —— 升級無(wu)極限，同時還已研(yan)制出基于 TANG-GRIP 系列的(de) HP 高壓冷卻系統刀(dāo)具。

采用經過實踐(jian)證明過的工藝及(jí)刀具和驗證過的(de)切削參數可以更(gèng)及時地面對市場(chǎng)推出的醫療器械(xie)零🔴部件🍉零部件加(jia)工。基于多年在醫(yi)療器械行業的經(jīng)驗，還推出😍了醫療(liao)器械行業的刀具(jù)套盒，配合☀️專用機(jī)床，共同爲客戶提(ti)供完美的解決方(fāng)案！