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

近幾年(nian)來 CNC 加工中的醫療(liáo)器械行業呈動态(tai)增長趨勢，醫療器(qi)械制造商們也在(zài)持續尋覓更佳的(de)車削中心及良❓好(hao)刀👣具，用以提升其(qi)🐆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(shì)看到了這個巨大(da)的發展前景，投入(rù)了大量的人力📱和(hé)物力，來研發醫療(liáo)器械加工專用刀(dao)具。爲此其🔞特意在(zài)以色列的總部成(cheng)立了一個專門🤞的(de)醫療器械行業刀(dāo)具研發部門，有 7 名(ming)專業的工程師專(zhuān)門從事解決方案(àn)的設計，他們🚶‍♀️都有(yǒu)着豐富的經驗，并(bing)且從事醫療器械(xiè)加工刀具的研究(jiū)都超過💚了 12 年。截止(zhi)到現在，其用于醫(yi)療器械行業的刀(dao)具在公司👅所有刀(dāo)具産品中的比重(zhong)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(gong)的钛合金材料

90% 的(de)醫療器械植入部(bù)件由 Ti6Al4V 钛合金制成(cheng)，源于輕質、高強度(dù)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(guan)節、接骨闆、種植牙(yá)、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(chan)生的切屑薄，并會(hui)在刀具上形成相(xiàng)對小的接觸區域(yù)✌️。另外💃，加工過程中(zhong)的高切削力，同時(shí)結合切🌈屑流動🚶‍♀️時(shí)的摩擦力，這👄些因(yīn)素都會導緻刀具(jù)局部切削熱過高(gāo)。而钛合金熱傳導(dao)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(li)，切削熱會綜合引(yǐn)起月牙窪的産生(shēng)，同時還會引起刀(dao)具的快速失效。這(zhe)些因素導緻的産(chan)品質量不🛀🏻過關，以(yi)及刀具的高損耗(hào)，對于企業來說都(dōu)是一個不得☔不考(kao)慮的問題。

钛合金(jīn)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(xíng)的趨勢，同🌐時還會(huì)引起震顫、摩擦甚(shen)至公差等問題。因(yīn)此，解決這些問題(ti)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(tǐ)的刀具是非常的(de)有必要的！另外，钛(tai)合金具有在高溫(wēn)下與切削🏃刀具發(fa)生化學反⭐應合金(jin)化的趨勢，其切屑(xie)有焊接到刀具表(biǎo)面的趨勢。這些都(dou)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(yào)具備能加工由難(nan)加工材料 ( 如钛合(hé)金或不鏽鋼 ) 制成(chéng)的、精度要求高的(de)小而複雜的零件(jiàn)，例如加工骨頭🙇🏻及(jí)關節的替代件就(jiù)相當複雜。由于被(bèi)加工材💃料的切削(xue)性能差，因此通常(cháng)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(chéng)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(jiá)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(biǎo)面光潔度🔴等要求(qiú)非☎️常高，這些都要(yào)求加工系統的可(kě)靠性要高。因而，也(yě)對機🌈床、夾🐆具、刀具(ju)、 CAM 軟件等提出了極(ji)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(qì)械加工設備上加(jia)工。這些機床的特(te)點大都📧是尺寸非(fei)常小、結構非常緊(jin)湊。

醫療器械零部(bu)件加工的特點及(ji)其要求，無疑推動(dòng)了加工技🤩術以及(jí)解決方案的發展(zhǎn)，以提高中小企💚業(ye)加工醫用器械的(de)競争👅力及生産效(xiao)率。

穩定高效的刀(dao)具

一般來說，醫療(liáo)器械行業與其他(tā)機械加工行業有(yǒu)✏️三點不👈同：

第一，對(dui)機床的要求相對(duì)較高，像瑞士自動(dòng)車床、多主軸機🏃床(chuáng)和回轉工作台等(deng)先進的醫療器械(xiè)加工設備，與通常(cháng)看到的加工中心(xin)及車床完全不同(tong)，他們的結🐆構非常(chang)🐪緊湊、尺寸也非常(chang)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(zhuān)門針對凸輪式機(jī)床的設計，就減少(shǎo)了加工區域狹小(xiao)易産生幹涉的問(wèn)題，讓其可以很方(fāng)便地從刀杆的兩(liang)側更換✂️刀片，高精(jing)度的刀片和牢固(gu)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(zui)新研發的刀具，既(ji)可用于車削，也可(kě)用于銑削，小規格(gé)刀具卻具有高剛(gāng)性，讓其可應用于(yu)多主軸機床或⭕者(zhe)是🈚加工☂️中心上。

第(dì)二點是，對加工效(xiao)率的要求高，對于(yú)醫療器械而言，最(zuì)最看重的就是加(jia)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(bǎo)❌證。同時也要求刀(dao)具的壽命要盡可(ke)能的穩定、盡可能(néng)的長。應盡可能采(cai)用高品質的刀具(jù)，兼具塗層、刃口、斷(duan)屑槽🧑🏽‍🤝‍🧑🏻型、刀具結構(gòu)形式的整體配合(hé)㊙️的。這樣，才能保證(zheng)機床 24 小時運轉，使(shi)得機床以非常高(gao)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(shi)！

第三，從工件本身(shēn)來說，它自身便與(yu)其他機械零部件(jiàn)有着很❤️大的區别(bié)。植入人體的醫療(liao)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(jié)構、刀片的塗層都(dōu)有及其嚴格的要(yào)求。此外，對刀片的(de)重複定位精度也(ye)有嚴格的眼球，使(shi)其可以在保💰證效(xiao)率提高的同時不(bu)會忽視高質量！

完(wan)整的解決方案

ISCAR 深(shēn)入分析了醫學器(qi)械工業植入物的(de)特點，爲了提高🧑🏾‍🤝‍🧑🏼這(zhè)些非常關鍵的元(yuan)件的加工性， ISCAR 設計(jì)制作了針對此行(háng)業的特制刀具、刀(dāo)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(ci)類零🚩件制造商，降(jiang)低他們的成本，采(cai)用他們已有🐪的生(shēng)産設備， ISCAR 也提供特(tè)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(ying)質合金立銑刀可(kě)用于凹型零件的(de)加工并免除毛刺(ci)。這些立銑刀能在(zài)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(shí)還研發了應用于(yú)加工钛合金及不(bú)鏽鋼的刀具 —— 基于(yú)超細晶粒基體進(jìn)行 PVD 塗層，實現了高(gāo)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(gōng)🏃‍♂️策略，其優點在于(yú)獲得刀具外徑上(shàng)的切削速度，排屑(xie)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(ying)用在醫學器械工(gōng)業💃中，刀片牌号抑(yì)或卷屑槽等都需(xū)要進行改進。爲滿(man)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(qí)先進生産技術保(bao)障了此類改進刀(dao)片帶有抛光的卷(juàn)屑槽，以實現半精(jing)加工及精加工的(de)優越表面質量🚶‍♀️。在(zài)某🈲些特🆚殊應用中(zhōng)，還提供帶 MD 卷屑槽(cao)的 VCGT 刀片，以獲取高(gao)表面質量。

其 JET-CUT 系列(lie)切斷刀，刀片寬度(dù) 3mm 和 4mm ，刀具壽命長，加(jiā)工表面質量高。這(zhe)些研發創新都源(yuan)自🥰其信👣念 —— 升級無(wú)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(geng)及時地面對市場(chǎng)推出的醫療器械(xie)零部件零部件加(jiā)🏒工。基于多年在醫(yī)療器械行業的經(jing)驗，還推出了醫療(liáo)器械行業的刀具(ju)套盒，配合專用機(ji)床，共同爲客戶提(ti)供完美的解決方(fāng)案！