關(guān)于CNC加工在醫(yi)療器械行業(ye)針對難加工(gōng)材料的解決(jué)方案♈

近幾年來 CNC 加(jia)工中的醫療(liáo)器械行業呈(chéng)動态增長趨(qū)勢，醫療器械(xie)制🙇🏻造商們🏃‍♀️也(ye)在持續尋覓(mì)更佳的車削(xuē)中心及良好(hǎo)刀具，用💜以提(tí)升其在行❓業(yè)中的競争優(yōu)勢，而這些都(dou)成爲刀具業(ye)、機床業、夾具(jù)業業務增㊙️長(zhǎng)的一大重🐕要(yao)的渠道。而 ISCAR 伊(yi)斯卡正是看(kàn)到了這個巨(jù)大的發展前(qian)景，投入了大(dà)量的人🐪力和(hé)物力，來研發(fa)醫療器械加(jia)工專用刀具(ju)。爲此其特意(yi)在以色列的(de)總部成立了(le)一個專門🌍的(de)醫療器械行(hang)業刀具研發(fa)部門，有 7 名專(zhuān)業的工程師(shī)專門從事解(jie)決方案的設(she)計，他們都有(yǒu)着豐😘富的經(jīng)驗，并且從事(shì)醫療器械加(jia)工刀具的研(yán)究都超過了(le) 12 年。截止到現(xiàn)在，其用于醫(yi)療器械行業(ye)的刀具在公(gōng)司☀️所有刀具(ju)産品中的比(bi)重約爲 6% ～ 7% ，并預(yù)計在今後 2 ～ 3 年(nian)，這個比重将(jiang)會上升至 10% ～ 12% 。

難(nan)加工的钛合(he)金材料

90% 的醫(yi)療器械植入(ru)部件由 Ti6Al4V 钛合(hé)金制成，源于(yú)輕質、高強度(du)及高的生物(wu)相容性，因其(qí)這🌈些特性，使(shǐ)得钛合金 6AL-4V 成(cheng)爲醫用植入(ru)器械的最常(cháng)用的材料。钛(tài)合金 6AL-4V 通常用(yong)于髋關節、骨(gǔ)螺釘、膝關節(jie)、接骨闆、種植(zhi)牙、脊椎連接(jie)元件等的制(zhi)作。

钛合金具(jù)有的特性之(zhī)一是加工硬(ying)化。在加工過(guo)程剪切角大(da)，産生的切屑(xie)薄，并會在刀(dao)具上形成相(xiang)對🏃‍♀️小的🈲接觸(chu)區域。另外，加(jiā)工過程中的(de)高切削力，同(tong)時結合切屑(xie)流動😄時的摩(mó)擦力，這些因(yīn)素都會導緻(zhi)刀具局部切(qie)削熱過高🍉。而(er)钛合金熱傳(chuan)導性差，導緻(zhì)産😘生的熱量(liang)不🙇‍♀️能很好地(dì)傳導出去。于(yu)是，大量的切(qiē)削熱集中于(yú)切削刃及刀(dao)具表面。高的(de)切削力，切削(xue)熱會綜合引(yǐn)♊起月牙窪的(de)産生，同時還(hai)會引起刀具(jù)的快速失效(xiao)。這些因素導(dǎo)緻的産品質(zhi)量✂️不過關，以(yi)及刀具的高(gao)損耗，對于企(qǐ)業來說都是(shi)一個不得不(bú)考🐇慮的問題(ti)。

钛合金相對(duì)于鋼彈性更(geng)佳是因其有(yǒu)相對低的彈(dàn)性模量。因此(cǐ)，爲了保障工(gong)件的反彈小(xiao)，應避免切削(xuē)力過👄大。薄壁(bi)件在刀具壓(yā)力下通常都(dōu)會有變形的(de)趨勢，同❌時還(hai)會引起震🛀🏻顫(chàn)、摩擦甚至公(gōng)差等問題。因(yīn)此，解決這🔞些(xie)問題的關鍵(jian)是保證整個(ge)系統的剛性(xìng)❤️，采用鋒利的(de)❤️切削刃、正确(que)的幾何形體(ti)的刀具是非(fēi)♈常的有必要(yao)的！另外，钛合(he)金具有在高(gāo)溫下與😘切削(xue)🥰刀具發生化(huà)學反應合金(jin)化的趨勢，其(qi)切屑有焊接(jie)到刀具表面(mian)的趨勢🤞。這些(xie)都是不得不(bú)考慮的因素(su)㊙️！

可靠緊湊的(de)機床夾具

醫(yī)療器械加工(gong)設備需要具(ju)備能加工由(yóu)難加工材料(liào) ( 如钛合金或(huò)不鏽鋼 ) 制成(chéng)的、精度要求(qiu)高的小而複(fu)雜的零件，例(lì)如加工骨頭(tóu)及關節的替(ti)代件就相當(dāng)複雜。由于被(bei)加工材料的(de)切削性能差(chà)，因此通常以(yi)棒料作爲毛(máo)坯料 —— 這就意(yì)味着有大量(liàng)的金屬需要(yào)被去除。也有(yǒu)一部分💯零件(jian)被鑄造成接(jiē)近成品的形(xing)狀，但這也增(zēng)加了一些麻(ma)煩 —— 需要制造(zào)複雜而昂貴(gui)的夾具。

增加(jiā)加工複雜性(xing)的另一因素(su)是公差範圍(wei)窄。

醫療器械(xiè)零部件工件(jian)材料、加工精(jing)度、表面光潔(jie)度等要求非(fei)常高，這些都(dou)要求加工系(xi)統的可靠性(xing)要高。因而，也(ye)🧡對機床、夾具(jù)、刀具、 CAM 軟件等(deng)提出了極高(gāo)的要求。

工件(jian)通常在瑞士(shi)自動車床、多(duō)主軸機床和(hé)回轉工作台(tai)等國際先進(jin)的醫療器械(xie)加工設備上(shang)加工。這些機(jī)床的特點大(da)都是尺寸非(fēi)常小、結構非(fēi)常緊湊。

醫療(liao)器械零部件(jiàn)加工的特點(diǎn)及其要求，無(wú)疑推動了加(jiā)工技術以及(jí)解決方案的(de)發展，以提高(gāo)中小企業加(jia)工醫⭐用器械(xiè)的競争力及(jí)生産效率。

穩(wěn)定高效的刀(dāo)具

一般來說(shuo)，醫療器械行(háng)業與其他機(ji)械加工行業(yè)有三點📧不同(tong)🛀：

第一，對機床(chuang)的要求相對(dui)較高，像瑞士(shì)自動車床、多(duo)主軸機床和(he)🌈回轉工作台(tai)等先進的醫(yi)療器械加工(gōng)設備，與通♈常(cháng)看到的加工(gong)中心及車床(chuang)完全不同，他(tā)們的結構非(fei)常緊湊、尺🈚寸(cùn)也非🌈常小。爲(wei)了配合這些(xiē)🌂要求，刀具的(de)結構也需要(yao)有特殊的設(shè)計，要求刀具(ju)🌈的尺寸也要(yao)很小，同時還(hai)要保證刀具(jù)的剛性。像 SWISSCUT 系(xì)列專門針對(dui)凸輪式機床(chuáng)的設計，就減(jiǎn)少了加工區(qu)域狹小易🏃🏻‍♂️産(chan)生幹涉的問(wèn)題，讓其可以(yi)很方便地從(cóng)刀杆的兩側(cè)更換刀片👨‍❤️‍👨，高(gao)精度的刀片(piàn)和牢固的刀(dāo)座設計保證(zhèng)了較高的重(zhòng)複定位精❓度(dù)。 MINCUT 是 ISCRA 公司最新(xīn)研發的刀具(ju)，既可用于車(chē)削，也可用于(yu)銑削，小規格(gé)刀🏃‍♀️具卻具有(you)高剛性，讓其(qi)可應用于多(duo)主軸機床或(huo)者是加工中(zhōng)心上。

第二點(diǎn)是，對加工效(xiào)率的要求高(gāo)，對于醫療器(qi)械而言☎️，最最(zui)看重的就是(shì)加工效率，也(ye)就是加工節(jiē)拍，其要求在(zài)最🏃短的時間(jiān)🛀内，能夠更換(huàn)刀片。 MULTI-MASTER 變形金(jīn)剛可換刀頭(tou)系列，隻需要(yao)幾秒鍾就可(ke)換上不同的(de)銑刀頭。快換(huan)刀頭的理念(nian)，對加工效率(lü)具有很好的(de)保證。同時也(ye)要求🔴刀具的(de)壽命要盡可(kě)能的穩定、盡(jìn)🈲可能的長。應(ying)盡🌈可能采用(yong)高品質的刀(dāo)具，兼具塗層(céng)、刃口、斷屑槽(cao)型、刀具結構(gou)形式的整體(tǐ)配合♊的。這樣(yàng)，才能保證機(ji)床 24 小時運轉(zhuan)，使得機床以(yi)非常高的生(sheng)産效率與市(shi)場上其他😍的(de)競🌐争對手進(jìn)行競争，從而(ér)取得競争優(you)勢💁！

第三，從工(gōng)件本身來說(shuo)，它自身便與(yu)其他機械零(líng)部件有着很(hěn)大的區别。植(zhí)入人體的醫(yī)療器械首先(xian)要求表面光(guang)潔度非常好(hǎo)，精✊度非常高(gao)，不能有任何(hé)偏差，這就對(dui)刀具的刀片(piàn)✨結構、刀片的(de)塗層都有及(ji)其嚴格的要(yao)求。此外，對刀(dao)片的重複定(ding)位精度也有(you)嚴格的眼球(qiu)，使其可以在(zài)保證效率提(ti)高的同時不(bu)會忽視高質(zhi)量！

完整的解(jiě)決方案

ISCAR 深入(ru)分析了醫學(xue)器械工業植(zhí)入物的特點(dian)，爲了提高這(zhè)些非🈲常關鍵(jian)的元件的加(jia)工性， ISCAR 設計制(zhì)作了針對此(ci)行業的特制(zhi)刀具、刀片以(yǐ)及卷屑槽✔️以(yǐ)♌加⛱️工钛合金(jin) Ti6Al4V 并獲取此領(ling)域所需的高(gao)精度的公差(chà)值。同時，爲了(le)配合此類零(ling)💔件制造商，降(jiang)低他們的成(chéng)本，采用他們(men)已有的生産(chan)設備， ISCAR 也提供(gong)特制定制刀(dāo)具以滿足不(bú)同場合的應(yīng)用。

ISCAR 特制的帶(dai)鋒利切削刃(rèn)的整體硬質(zhi)合金立銑刀(dao)可用于❓凹🔞型(xing)零件的加工(gōng)并免除毛刺(ci)。這些立銑刀(dao)能在半❗精加(jiā)工及精加工(gōng)中🏃，實現最大(dà) 0.01mm 餘量的抛光(guang)銑！同時還研(yán)發了應用于(yú)加工钛合金(jin)及不❓鏽鋼的(de)刀具 —— 基于超(chao)細晶粒基體(tǐ)進行 PVD 塗層，實(shi)現了高切削(xuē)速度 + 高進給(gěi)的高速加工(gong)。其銑刀直徑(jìng)小，編程中可(ke)采用😍偏斜加(jiā)工策略，其優(yōu)點在于獲得(dé)刀具外徑上(shàng)的切削速度(dù)，排屑流暢，切(qie)削區🍓域接觸(chù)面積下，切削(xuē)熱更👨‍❤️‍👨低！

同時(shi)研發部門還(hai)發現，車削應(yīng)用在醫學器(qi)械工業中，刀(dao)片💰牌号📐抑或(huo)卷屑槽等都(dōu)需要進行改(gǎi)進。爲滿🔞足用(yong)戶需求，還✌️專(zhuān)門研制🔞了高(gāo)品質的磨制(zhì)刀片，諸如 VCET 、 DCET 、 CCET 等(deng)，刀片槽型爲(wei) WF 。其先進生産(chǎn)技術保障了(le)此類改進刀(dao)片帶有抛光(guāng)的🌈卷屑槽，以(yǐ)實現半精加(jiā)工及精加工(gong)的優越表面(miàn)質量。在某些(xiē)特殊應用中(zhōng)😘，還提供帶 MD 卷(juàn)屑槽的 VCGT 刀片(pian)，以獲取高表(biǎo)面質量。

其 JET-CUT 系(xi)列切斷刀，刀(dao)片寬度 3mm 和 4mm ，刀(dāo)具壽命長，加(jia)工表面質量(liang)高。這些研發(fā)創新都源自(zì)其信念 —— 升級(jí)無極限，同時(shí)還已研制出(chū)基于 TANG-GRIP 系列的(de) HP 高壓冷卻系(xì)統刀具。

采用(yòng)經過實踐證(zhèng)明過的工藝(yi)及刀具和驗(yan)證過的切削(xue)🔴參數可以更(gèng)及時地面對(dui)市場推出的(de)醫療器械零(líng)部件零部件(jian)加工。基于多(duo)年在醫療器(qi)械行業的經(jing)驗♊，還推出了(le)醫療器械行(háng)♉業的刀具套(tào)盒，配合🈲專用(yong)機床☁️，共同爲(wei)客戶提供完(wán)美的解決方(fang)案！