關于CNC加(jiā)工在醫(yī)療器械(xie)行業針(zhen)對難加(jia)工材料(liào)的解決(jué)方案

近幾(ji)年來 CNC 加(jia)工中的(de)醫療器(qi)械行業(yè)呈動态(tài)增長趨(qu)勢，醫療(liao)器械制(zhì)造商✔️們(men)也在持(chí)續尋覓(mì)更佳的(de)車削中(zhong)心及良(liáng)好刀具(ju)，用以提(ti)🏃‍♂️升其在(zai)行業中(zhōng)的競争(zheng)優勢，而(er)這些都(dou)成爲刀(dao)具業、機(jī)床業、夾(jia)具業業(yè)務增長(zhǎng)的一大(dà)重要的(de)渠道。而(ér) ISCAR 伊斯卡(ka)正是看(kàn)到了這(zhe)個巨大(dà)的發展(zhan)前景，投(tóu)入了大(da)量的人(rén)力和物(wù)力，來研(yán)發醫療(liao)器械加(jiā)工專用(yong)刀💛具。爲(wèi)此其特(tè)意在以(yǐ)色列的(de)總部成(cheng)立了一(yī)個專門(men)的醫療(liáo)器械行(háng)業刀具(ju)🍉研發部(bu)門，有 7 名(míng)專業的(de)工程師(shi)專門從(cong)事解決(jué)方案的(de)設計，他(ta)們都✂️有(yǒu)✔️着豐💔富(fu)的經驗(yan)，并且從(cong)事醫療(liáo)器械加(jia)工刀具(jù)的研究(jiū)都超過(guo)了 12 年。截(jie)止到現(xian)在，其用(yong)于醫療(liáo)器械行(háng)業的刀(dao)具在公(gong)司所有(yǒu)🤞刀具産(chǎn)品中的(de)比重約(yuē)爲 6% ～ 7% ，并預(yu)計在今(jin)後 2 ～ 3 年，這(zhe)個比重(zhong)将會上(shàng)升至 10% ～ 12% 。

難(nan)加工的(de)钛合金(jin)材料

90% 的(de)醫療器(qì)械植入(rù)部件由(you) Ti6Al4V 钛合金(jīn)制成，源(yuan)于輕質(zhi)、高強度(dù)及高的(de)生物相(xiang)容性，因(yīn)其這⭐些(xiē)特性，使(shi)得钛合(hé)金 6AL-4V 成爲(wèi)醫用植(zhí)入器械(xie)的最常(chang)用的材(cai)料。钛合(hé)金 6AL-4V 通常(chang)用于髋(kuan)關節、骨(gu)螺釘、膝(xi)關節、接(jie)骨闆、種(zhong)植牙、脊(ji)椎連接(jie)元⚽件等(děng)的制作(zuo)。

钛合金(jīn)具有的(de)特性之(zhi)一是加(jia)工硬化(huà)。在加工(gōng)過程剪(jian)切角大(da)，産生的(de)切屑薄(bao)，并會在(zai)刀具上(shang)形成相(xiang)對小的(de)接觸區(qu)域。另外(wài)，加工過(guo)程中的(de)高切削(xue)力，同時(shi)結合切(qie)屑流動(dòng)時的摩(mo)擦力，這(zhe)些因素(sù)💋都會導(dǎo)緻刀具(ju)局部切(qie)削熱過(guo)高🌈。而钛(tài)合金熱(re)傳導性(xing)差，導緻(zhì)産生的(de)熱量不(bu)能很好(hǎo)地傳導(dao)出去。于(yú)是，大量(liàng)的切削(xue)熱集中(zhong)于切🌈削(xuē)刃及刀(dāo)具表面(miàn)。高的切(qie)削力，切(qie)削熱會(huì)綜合引(yǐn)❄️起月牙(yá)窪的産(chan)生，同時(shí)還會引(yin)起刀具(ju)的快速(sù)失效。這(zhe)些因素(sù)導緻的(de)産品質(zhì)量不過(guo)關，以及(jí)刀具的(de)高損耗(hào)，對于企(qǐ)業來說(shuō)🐉都是一(yi)個不得(de)不考慮(lǜ)的問題(tí)。

钛合金(jin)相對于(yu)鋼彈性(xing)更佳是(shi)因其有(yǒu)相對低(dī)的彈性(xing)模量。因(yīn)👉此，爲了(le)保障工(gong)件的反(fǎn)彈小，應(ying)避免切(qiē)削力過(guo)大。薄壁(bi)件在刀(dāo)具壓力(lì)下通常(chang)都會有(yǒu)變形的(de)趨勢，同(tong)時還會(huì)引起震(zhen)顫、摩擦(ca)甚至公(gong)差等問(wèn)題。因此(cǐ)，解決這(zhè)些問題(tí)的關鍵(jiàn)是保證(zhèng)整個系(xi)統的剛(gang)性，采用(yòng)鋒利的(de)切削刃(ren)、正确的(de)幾何形(xing)體的刀(dao)具是非(fei)🔆常的有(yǒu)必要的(de)🔱！另外，钛(tai)合金具(ju)有在高(gāo)溫下與(yǔ)切削♉刀(dāo)具發生(sheng)化學反(fǎn)應合金(jīn)☁️化的趨(qū)勢，其切(qie)屑有焊(hàn)接到刀(dao)具表面(miàn)的趨勢(shi)。這些都(dōu)是不得(de)不考慮(lü)的因素(su)！

可靠緊(jǐn)湊的機(ji)床夾具(jù)

醫療器(qi)械加工(gōng)設備需(xū)要具備(bei)能加工(gong)由難加(jia)工材料(liao) ( 如钛合(hé)金或不(bú)鏽鋼 ) 制(zhì)成的、精(jing)度要求(qiú)高的小(xiao)而複雜(zá)的零件(jian)，例如加(jiā)工骨頭(tóu)及關節(jie)的替代(dai)件就相(xiàng)當複雜(zá)。由于被(bei)加工材(cái)⭕料的切(qiē)削性能(néng)差，因此(ci)通常以(yi)棒料作(zuò)爲毛坯(pī)料 —— 這就(jiù)意味着(zhe)有大量(liang)的金屬(shǔ)需要被(bei)去除。也(ye)有一部(bu)分零件(jiàn)被鑄造(zào)成接近(jin)成品的(de)形狀，但(dan)這也增(zeng)加了💯一(yi)些麻煩(fán) —— 需要制(zhi)造複雜(zá)而昂貴(gui)的夾具(ju)。

增加加(jia)工複雜(zá)性的另(lìng)一因素(sù)是公差(cha)範圍窄(zhǎi)。

醫療器(qì)械零部(bù)件工件(jian)材料、加(jia)工精度(dù)、表面光(guang)潔度等(děng)要求♍非(fei)常高，這(zhè)些都要(yào)求加工(gōng)系統的(de)可靠性(xìng)要高。因(yīn)而，也👣對(dui)機床、夾(jiá)具、刀具(ju)、 CAM 軟件等(deng)提出了(le)極高的(de)要求。

工(gōng)件通常(cháng)在瑞士(shi)自動車(chē)床、多主(zhu)軸機床(chuáng)和回轉(zhuǎn)工作台(tai)等國際(ji)先進的(de)醫療器(qi)械加工(gong)設備上(shàng)加工。這(zhe)些機床(chuáng)的特點(dian)大都是(shi)尺❤️寸非(fei)常小、結(jié)構非常(chang)緊湊🧡。

醫(yi)療器械(xiè)零部件(jiàn)加工的(de)特點及(jí)其要求(qiu)，無疑推(tuī)動了加(jia)工技術(shù)以及解(jie)決方案(an)的發展(zhan)，以提高(gao)中小企(qi)業加工(gong)醫用器(qì)械的競(jing)争力及(jí)生産效(xiào)率。

穩定(ding)高效的(de)刀具

一(yi)般來說(shuo)，醫療器(qi)械行業(yè)與其他(ta)機械加(jiā)工行業(yè)有📱三點(dian)不同：

第(dì)一，對機(ji)床的要(yào)求相對(dui)較高，像(xiang)瑞士自(zi)動車床(chuang)、多主軸(zhou)機床和(hé)回轉工(gōng)作台等(deng)先進的(de)醫療器(qì)械加工(gong)設備，與(yǔ)通常看(kan)到的㊙️加(jia)工中心(xin)及車床(chuáng)完全不(bú)同，他🧑🏽‍🤝‍🧑🏻們(men)的結構(gòu)非常⭕緊(jǐn)湊、尺寸(cùn)也非常(cháng)小。爲了(le)配合這(zhe)些要求(qiu)，刀具的(de)結構也(yě)需要有(you)特殊的(de)設計，要(yào)求刀具(ju)的尺寸(cùn)也要很(hěn)小，同時(shi)還要保(bao)證刀具(jù)的剛性(xìng)。像 SWISSCUT 系列(liè)專門針(zhen)對凸輪(lún)式機床(chuang)的設計(jì)，就減少(shǎo)了加工(gong)🔱區域狹(xia)小易産(chǎn)生幹涉(she)的問題(tí)，讓其可(ke)以很方(fang)便地從(cóng)刀杆的(de)兩側更(gèng)換刀片(pian)💰，高精度(dù)的刀片(piàn)和牢固(gù)的刀座(zuò)設計保(bao)證了較(jiao)高的重(zhòng)複定位(wei)精度。 MINCUT 是(shi) ISCRA 公司最(zui)新研發(fa)的刀具(jù)，既可用(yong)于車削(xuē)，也可用(yòng)于銑削(xue)，小規格(gé)刀具卻(què)具有高(gāo)剛性，讓(ràng)其可應(ying)用于多(duō)主🌐軸機(jī)床或💛者(zhě)是加工(gōng)中心☀️上(shàng)。

第二點(dian)是，對加(jia)工效率(lǜ)的要求(qiú)高，對于(yú)醫療器(qì)械而🐆言(yan)，最最看(kàn)重的就(jiu)是加工(gōng)效率，也(ye)就是加(jia)工節拍(pāi)，其💞要求(qiú)✊在最短(duan)的♍時間(jiān)❗内，能夠(gou)更換刀(dāo)片。 MULTI-MASTER 變形(xing)金剛可(kě)換刀頭(tou)系列，隻(zhī)需要幾(ji)秒鍾就(jiù)可換上(shang)❄️不同的(de)銑刀頭(tóu)。快換刀(dāo)頭的理(lǐ)念，對加(jia)工效率(lü)具有很(hen)好的保(bao)證。同時(shi)也要求(qiú)刀具的(de)壽命要(yào)盡可能(neng)的穩定(ding)、盡可能(neng)的長。應(ying)盡可能(neng)采用高(gao)品質的(de)刀具，兼(jiān)具塗層(ceng)、刃⚽口、斷(duàn)屑槽型(xing)、刀具結(jie)構形式(shì)的整體(ti)配合👣的(de)。這樣，才(cai)能保證(zheng)機床 24 小(xiǎo)時運轉(zhuan)，使得機(jī)床以非(fei)常高的(de)生産效(xiào)率與市(shi)場上其(qi)他的競(jìng)争對手(shou)進行競(jing)争，從而(er)取得競(jìng)争優勢(shi)！

第三，從(cóng)工件本(běn)身來說(shuō)，它自身(shen)便與其(qi)他機械(xiè)零部件(jian)有着很(hěn)👌大的區(qu)别。植入(rù)人體的(de)醫療器(qi)械首先(xian)要求表(biǎo)面光潔(jie)度非常(cháng)好，精度(dù)非常高(gāo)，不能有(you)任何偏(pian)❌差，這就(jiù)🈲對刀具(jù)的刀片(piàn)結構、刀(dāo)片的塗(tú)♌層都有(yǒu)及其嚴(yán)格的要(yào)😄求。此外(wài)，對刀片(piàn)的重👉複(fú)定位精(jing)度也有(you)嚴格的(de)眼球，使(shǐ)其可以(yi)在保♊證(zhèng)效率提(tí)高的同(tong)時不會(hui)🌐忽視高(gao)質量！

完(wán)整的解(jiě)決方案(an)

ISCAR 深入分(fen)析了醫(yi)學器械(xie)工業植(zhí)入物的(de)特點，爲(wèi)了提高(gāo)這些非(fei)常💃關鍵(jian)的元件(jiàn)的加工(gōng)性， ISCAR 設計(ji)制作了(le)針對此(ci)行業的(de)特制刀(dao)具、刀片(piàn)以及卷(juàn)屑槽以(yi)加工钛(tai)合金 Ti6Al4V 并(bing)獲取此(cǐ)領域所(suǒ)需的高(gao)精度的(de)公差值(zhí)。同時，爲(wèi)了配合(he)🐕此類零(ling)件制造(zao)商，降低(dī)他們的(de)成本，采(cǎi)用他們(men)已有㊙️的(de)生産設(shè)❗備， ISCAR 也提(ti)供特制(zhi)定制刀(dao)具以滿(mǎn)足不同(tong)場合的(de)應用。

ISCAR 特(tè)制的帶(dai)鋒利切(qiē)削刃的(de)整體硬(yìng)質合金(jin)立銑刀(dao)可用于(yú)凹型零(ling)件的加(jia)工并免(mian)除毛刺(ci)。這些立(lì)銑刀能(neng)👨‍❤️‍👨在半精(jing)加工及(ji)精加☎️工(gong)中，實現(xian)最大 0.01mm 餘(yu)量的抛(pao)光銑！同(tóng)時還研(yán)發了應(ying)用于加(jia)工钛合(he)金及不(bú)鏽鋼的(de)刀具 —— 基(ji)于超細(xi)晶粒基(ji)體進行(hang) PVD 塗層，實(shí)現了高(gao)切削速(su)度 + 高進(jìn)給的高(gao)速加工(gong)。其銑刀(dao)直徑小(xiǎo)，編程中(zhong)可采用(yong)偏斜加(jia)工策略(lue)，其優點(diǎn)在于獲(huo)得刀具(jù)外徑上(shàng)的切削(xuē)速度，排(pái)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻屑流⛷️暢(chàng)，切削區(qu)域接觸(chù)面積下(xia)，切削熱(rè)更低！

同(tóng)時研發(fa)部門還(hái)發現，車(chē)削應用(yong)在醫學(xue)器械工(gong)業☎️中，刀(dāo)片牌号(hao)抑或卷(juàn)屑槽等(deng)都需要(yào)進行改(gǎi)進。爲滿(mǎn)足用戶(hù)需求，還(hai)專門研(yán)制❌了高(gāo)品質的(de)磨制刀(dāo)片，諸👉如(rú) VCET 、 DCET 、 CCET 等，刀片(piàn)槽型爲(wei) WF 。其先進(jin)生産技(ji)術保障(zhàng)了此類(lèi)改進刀(dao)片帶有(yǒu)抛光的(de)卷屑槽(cao)，以實現(xian)半精加(jiā)工及精(jīng)加工的(de)優越表(biǎo)面質量(liàng)。在某些(xiē)特🌈殊應(yīng)用中，還(hái)提供帶(dai) MD 卷屑槽(cáo)的 VCGT 刀片(piàn)，以獲取(qu)高表面(miàn)質量。

其(qí) JET-CUT 系列切(qie)斷刀，刀(dāo)片寬度(dù) 3mm 和 4mm ，刀具(ju)壽命長(zhǎng)，加工表(biao)面質量(liàng)高。這些(xie)研發創(chuang)新都源(yuán)自其信(xin)念 —— 升級(ji)無極限(xiàn)，同時還(hai)已研制(zhi)出基于(yu) TANG-GRIP 系列的(de) HP 高壓冷(lěng)卻系統(tong)刀具。

采(cai)用經過(guo)實踐證(zhèng)明過的(de)工藝及(jí)刀具和(he)驗證過(guo)的切削(xue)參數可(kě)以更及(jí)時地面(mian)對市場(chǎng)推出的(de)醫療器(qi)械零⛹🏻‍♀️部(bù)件零部(bu)件加工(gong)。基于多(duo)年在醫(yi)療器械(xiè)行業的(de)經驗🌂，還(hái)推出✌️了(le)醫療器(qi)械行業(ye)的刀具(jù)套盒，配(pèi)合專用(yong)機床，共(gong)同爲客(kè)戶提供(gong)完美的(de)解決方(fang)案！