關于CNC加(jia)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(yè)呈動态增長趨(qū)勢，醫療器械制(zhi)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(zhong)的競争優勢，而(ér)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(zhè)個巨大的發展(zhǎn)前景，投入了大(da)🥵量的人⚽力和物(wu)力，來研發醫療(liáo)器械加工專用(yòng)刀具。爲此其特(tè)意在以色列✂️的(de)總部成立了一(yī)個專門的醫療(liao)✔️器械行業刀具(jù)💁研發部門，有 7 名(míng)專業的工程師(shi)專門從事解決(jue)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(jia)工刀具的研究(jiū)都超過了 12 年。截(jie)止到現在，其用(yòng)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(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(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(du)及高的生物相(xiang)容性，因其這些(xiē)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(kuan)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(zuò)。

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(shang)形成相對小的(de)接觸區域。另外(wài)，加工過程中的(de)高切削力，同時(shi)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(xing)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(qie)削熱會綜合引(yǐn)起月牙窪的産(chan)生，同時還會引(yin)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(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(tí)。

钛合金相對于(yú)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(ying)避免切削力過(guò)大。薄壁件在刀(dao)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(cā)✏️甚至公差等問(wèn)題。因此，解決這(zhè)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(ren)、正确✨的幾何形(xíng)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(jīn)化的趨勢，其切(qie)屑有焊接到📱刀(dāo)具表面的趨勢(shi)🚶‍♀️。這些都是不得(dé)不📱考慮的因素(su)！

可靠緊湊的機(ji)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(jiàn)，例如加工😘骨頭(tóu)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(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(jiàn)被鑄造成接近(jin)成品的形狀，但(dan)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(chà)範圍窄。

醫療器(qi)械零部件工件(jiàn)材料、加工精度(dù)、表面光潔度等(děng)要👅求非常高，這(zhe)些都要求加工(gong)系統的可靠性(xing)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(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(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(ji)其要求，無疑推(tui)動了加工技術(shù)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(jìng)争力及生産效(xiao)率。

穩定高效的(de)刀具

一般來說(shuo)，醫療器械行業(ye)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(dui)較高，像瑞士自(zì)動車床、多主軸(zhou)機床和回轉工(gong)作台等先進的(de)醫療器械加工(gōng)設備，與通常看(kan)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(cun)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(ju)💃🏻的尺寸也要很(hěn)小，同時還要保(bǎo)證刀具的剛性(xìng)。像 SWISSCUT 系列專門針(zhen)對凸輪式機床(chuáng)的設計，就減少(shao)了加工區域狹(xia)小易✨産生幹涉(she)的問題，讓其可(kě)以很方便地從(cong)刀杆的兩側🏃🏻‍♂️更(gèng)換刀片，高精度(du)的刀片和牢固(gu)的刀座設計保(bǎo)證了較高的重(zhòng)複定位精度。 MINCUT 是(shì) ISCRA 公司最新研發(fā)的刀具，既可用(yong)于車削，也可用(yong)于銑削，小規格(gé)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(dian)是，對加工效率(lǜ)的要求高，對于(yú)醫療器械而✊言(yan)👣，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(duan)的時間内，能夠(gou)更換刀片。 MULTI-MASTER 變形(xíng)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(tóu)。快換刀頭的理(lǐ)念，對加工效率(lǜ)具有很好的保(bao)證。同時也要求(qiu)刀具的壽命要(yao)盡可能的❗穩定(dìng)、盡可能的長。應(ying)盡可能采用高(gao)品質的刀具，兼(jiān)具塗層、刃口、斷(duàn)屑槽💛型、刀具結(jie)構形式的整體(tǐ)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(jìng)争對手進行競(jìng)争，從而取得競(jing)争優勢！

第三，從(cong)工件本身來說(shuo)，它自身便與其(qí)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(xian)要求表面光💔潔(jié)度非常好，精💃🏻度(du)非常高，不能有(you)任何偏差，這就(jiu)對刀具的刀片(piàn)🧡結構、刀片的塗(tú)💔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(yǒu)嚴格的眼球，使(shǐ)其可以在保證(zhèng)效率提高🈲的同(tong)時不會忽視高(gao)質量！

完整的解(jiě)決方案

ISCAR 深入分(fen)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(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(pian)以及卷🌍屑槽以(yi)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(dī)他們的成本，采(cai)用他們已有的(de)生産設備， ISCAR 也提(tí)供特制定制刀(dao)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(líng)件的加工并免(miǎn)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(yīng)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(gāo)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(lue)，其優點在于獲(huò)得刀具外徑上(shàng)的切削速度，排(pai)屑流暢，切♉削區(qū)域接觸面積下(xia)，切削熱更低！

同(tong)時研發部門還(hái)發現，車削應用(yong)在醫學器械工(gong)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(hù)需求，還專門研(yán)制了高品質的(de)磨制刀片，諸如(ru) VCET 、 DCET 、 CCET 等，刀片槽型爲(wei) 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(cao)，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(piàn)，以獲取高表面(mian)質量。

其 JET-CUT 系列切(qie)斷刀，刀片寬度(du) 3mm 和 4mm ，刀具壽命長(zhǎng)，加工表面質量(liang)高。這些研發創(chuang)新都源自其💜信(xìn)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(guò)實踐證明過的(de)工藝及刀具和(he)驗證過的切削(xuē)🥵參數可以更及(jí)時地面對市場(chang)推出的醫療器(qì)💃🏻械零部件零部(bù)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(qì)械行業的刀⚽具(jù)套盒，配合🤞專用(yòng)機床，共同爲客(ke)戶提供完美的(de)解決方案！