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

近幾(ji)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(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(tí)升其在行🥰業中(zhōng)的競争優勢，而(er)這些都成爲刀(dao)具業、機床業、夾(jia)具業業務增長(zhang)的一大重❌要的(de)渠道。而 ISCAR 伊斯卡(ka)正是看到了這(zhe)個巨大的發展(zhǎn)前景，投入了大(dà)👄量的人力💜和物(wù)力，來研發醫療(liao)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(yi)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(tā)們都有着豐富(fu)🌈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(yong)于醫療器械行(háng)業的刀具在公(gōng)㊙️司👉所有⁉️刀具産(chan)品中的比重約(yuē)爲 6% ～ 7% ，并預計在今(jin)後 2 ～ 3 年，這個比重(zhong)将會上升至 10% ～ 12% 。

難(nan)加工的钛合金(jīn)材料

90% 的醫療器(qì)械植入部件由(yóu) 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(xie)🔞特性，使得钛合(he)金 6AL-4V 成爲醫用植(zhí)入器械的最常(chang)用的材料。钛合(hé)金 6AL-4V 通常用于髋(kuān)關節、骨螺釘、膝(xī)關節、接骨闆、種(zhong)植牙、脊椎連💋接(jiē)元件等的制作(zuo)。

钛合金具有的(de)特性之一是加(jia)工硬化。在加工(gong)過程剪切角大(dà)，産生的切屑薄(bao)，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(dǎo)緻刀✌️具局部切(qiē)🈚削熱過高。而钛(tai)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(yu)是🔴，大量的切削(xue)熱集中于切削(xuē)刃及刀具表面(mian)。高的切削力，切(qie)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(sù)失效。這些因素(sù)導緻的産品質(zhì)量不過關，以及(ji)刀具的高損耗(hào)，對于企業來說(shuō)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(dī)的彈🚶‍♀️性模量。因(yin)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(dao)具壓力下通常(chang)都會有變形的(de)🌏趨勢，同時還會(hui)引起震🧑🏽‍🤝‍🧑🏻顫、摩擦(cā)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(xi)統的剛性，采用(yong)鋒利的切削刃(ren)、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(shēng)化學反應合金(jīn)化的趨勢，其切(qiē)屑有焊接到刀(dao)具表面的趨勢(shì)。這些都是不得(dé)不考慮的因素(sù)！

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(liao) ( 如钛合金或不(bú)鏽鋼 ) 制成的、精(jīng)度要求高的小(xiao)而複雜的零件(jian)，例如加工骨頭(tou)及關節的替代(dai)件就相當複雜(zá)。由于被加工材(cái)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(ye)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(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(ling)一因素是公差(cha)範圍窄。

醫療器(qi)械零部件工件(jiàn)材料、加工精度(du)、表面光潔度等(deng)要求非常高，這(zhè)些都要求加工(gōng)系統的可靠性(xing)要高。因⭐而，也對(dui)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(qi)械加工設備上(shang)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(yi)療器械零部件(jian)加工的特點及(jí)其要求，無疑推(tuī)動了加工❤️技術(shu)🔴以及解決方案(an)的發展，以提高(gāo)中小企🌈業加工(gong)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(shuō)，醫療器械行業(yè)與其他機械加(jia)工行業有三點(dian)不同🈲：

第一，對機(ji)床的要求相對(duì)較高，像瑞士自(zi)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(gong)設備，與通常看(kàn)到的加工中心(xīn)及車床完全不(bu)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(qiu)，刀具㊙️的結構也(ye)需要有特㊙️殊的(de)設計，要求刀具(jù)🔞的尺寸也要很(hen)小，同時還要保(bao)證刀具的剛性(xing)。像 SWISSCUT 系列專門針(zhen)對凸輪式機床(chuáng)的設計，就減少(shǎo)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(geng)換🏃🏻‍♂️刀片，高精度(du)的刀片和牢固(gù)的刀座設計保(bǎo)證了較高的重(zhòng)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(yòng)于銑削🔆，小規🌏格(ge)刀具卻具有高(gao)剛性，讓其可應(yīng)用于多主軸機(ji)🥰床或者是加工(gong)中心上。

第二點(dian)是，對加工效率(lü)的要求高，對于(yú)醫療器械而言(yan)，最最看🔞重的就(jiu)是加工效率，也(ye)就是加工節拍(pāi)，其要求在最短(duan)的時間内，能夠(gou)更換刀片。 MULTI-MASTER 變形(xing)金剛可換刀頭(tou)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(li)念，對加工效率(lü)具有很好的保(bao)證。同時也💛要求(qiú)刀具的壽命要(yào)盡可能的穩定(ding)、盡🏃可能的🔞長。應(ying)盡📧可能采💘用高(gāo)品質的刀具，兼(jian)具塗層、刃口、斷(duan)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(xiao)時運轉，使得機(ji)床以非常高的(de)生産效率與市(shi)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(shuō)，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(jie)度非常好，精度(dù)非常高，不能有(yǒu)任何偏差，這就(jiu)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(wài)，對刀片的重複(fu)定位精度也有(you)嚴格的眼球，使(shǐ)其可以在保證(zhèng)效率提高的同(tóng)時不會🌈忽視高(gao)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(jian)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(piàn)以及卷屑❓槽以(yǐ)加工钛合金 Ti6Al4V 并(bìng)獲取此領域所(suo)需的高精度的(de)公差值。同時，爲(wèi)了配合此🚩類零(ling)件制造商，降低(di)他們的成本，采(cai)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(te)制的帶鋒利切(qie)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(miǎn)除毛刺。這些立(lì)銑刀能✉️在半精(jing)加工及精加✊工(gōng)中，實現最大 0.01mm 餘(yú)量的抛光銑！同(tóng)時還研發了應(ying)用于加工钛合(he)金及不鏽鋼的(de)刀具 —— 基于超細(xì)晶粒基體進行(háng) 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(xiǎo)，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(shang)的切削速度，排(pai)屑流暢，切削區(qū)域接觸面積下(xià)，切削熱更低！

同(tóng)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(gai)進。爲滿足用戶(hu)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(lei)改進刀片帶有(you)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(dài) MD 卷屑槽的 VCGT 刀片(pian)，以獲取高表面(miàn)質量。

其 JET-CUT 系列切(qiē)斷刀，刀片寬度(du) 3mm 和 4mm ，刀具壽命長(zhǎng)，加工表面質量(liàng)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(tong)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(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(qi)械行業的刀具(ju)套盒，配合專用(yòng)機床，共同爲客(kè)戶提供完美的(de)解決方案！