關于(yu)CNC加工在(zài)醫療器(qi)械行業(ye)針對難(nán)加工材(cai)料的解(jie)決方案(àn)

近(jin)幾年來(lái) CNC 加工中(zhong)的醫療(liáo)器械行(háng)業呈動(dong)态增長(zhǎng)趨勢，醫(yī)療器㊙️械(xie)制造商(shāng)們也在(zai)持續尋(xún)覓更佳(jiā)的車削(xue)中心及(ji)良💘好刀(dao)具，用🔆以(yi)提升其(qí)在行業(yè)中的競(jing)争優勢(shi)，而這些(xiē)都成爲(wei)✌️刀具業(ye)、機床業(ye)💚、夾具業(ye)業務增(zēng)🔴長的一(yi)大重要(yao)的渠道(dào)。而 ISCAR 伊斯(si)卡正是(shi)看到了(le)這個巨(jù)大的發(fā)展前景(jing)，投入了(le)大量的(de)人👨‍❤️‍👨力和(hé)物力，來(lai)研發醫(yī)療器械(xie)加工專(zhuan)用刀具(ju)。爲此其(qi)特意在(zài)以色列(liè)的總部(bu)成立了(le)一個專(zhuan)門的醫(yi)療器械(xie)行業刀(dao)具研發(fa)部門，有(you) 7 名專業(ye)的工程(cheng)師專門(men)從事解(jie)決方案(an)的設計(jì)，他們都(dōu)有着豐(fēng)📱富的經(jing)驗，并且(qie)從事醫(yī)療器械(xie)加工刀(dao)具的研(yán)🐉究都🏃🏻‍♂️超(chao)過⚽了 12 年(nian)。截止到(dao)現在，其(qí)用于醫(yi)療器械(xiè)行業的(de)刀具在(zài)公司所(suǒ)有⛹🏻‍♀️刀具(ju)産品中(zhōng)的比重(zhòng)約爲 6% ～ 7% ，并(bing)預計在(zài)今後 2 ～ 3 年(nián)，這個比(bi)重将會(huì)上升至(zhì) 10% ～ 12% 。

難加工(gong)的钛合(hé)金材料(liào)

90% 的醫療(liáo)器械植(zhí)入部件(jian)由 Ti6Al4V 钛合(hé)金制成(cheng)，源于輕(qīng)質、高強(qiáng)度及高(gao)的生物(wù)相容性(xìng)，因其這(zhe)些特✌️性(xing)，使得钛(tai)合金 6AL-4V 成(chéng)爲醫用(yong)植入器(qi)械的最(zuì)常用的(de)材料。钛(tai)合金 6AL-4V 通(tōng)常用于(yú)髋關節(jiē)、骨螺釘(dìng)、膝關節(jiē)、接骨闆(pan)、種植牙(yá)、脊椎🥵連(lian)接元件(jian)♉等的制(zhi)作。

钛合(he)金具有(yǒu)的特性(xing)之一是(shi)加工硬(ying)化。在加(jia)工過程(chéng)剪切角(jiao)大，産生(sheng)的切屑(xie)薄，并會(hui)在刀具(jù)上形成(cheng)相對📧小(xiao)的接觸(chu)區域。另(lìng)外👈，加工(gōng)過程中(zhong)的高切(qiē)削力，同(tong)時結合(hé)切屑流(liu)動時的(de)摩擦力(li)，這些因(yīn)素都會(huì)導緻刀(dāo)具局部(bù)切♍削熱(re)過高。而(ér)钛合金(jin)熱傳導(dao)性差，導(dǎo)緻産生(shēng)的熱量(liang)不能很(hěn)好地傳(chuan)導出去(qu)。于是，大(da)量的切(qie)削熱集(jí)中于切(qie)削刃及(ji)刀具表(biao)面。高的(de)切削力(li)，切削熱(re)會綜合(he)引起月(yue)牙窪的(de)産🛀生，同(tóng)時還會(huì)引起刀(dāo)具的快(kuài)速失效(xiao)。這些因(yīn)素🔱導緻(zhì)的産品(pin)質量不(bú)過關，以(yi)及刀具(ju)的高損(sǔn)耗，對于(yú)企業來(lái)說都是(shi)一個不(bú)得不考(kǎo)慮的問(wen)題。

钛合(he)金相對(dui)于鋼彈(dan)性更佳(jiā)是因其(qi)有相對(duì)低的彈(dàn)性模量(liàng)。因🧑🏾‍🤝‍🧑🏼此，爲(wei)了保障(zhang)工件的(de)反彈小(xiao)，應避免(miǎn)切削力(li)過大。薄(báo)壁件在(zai)刀具壓(yā)力下通(tōng)常都會(huì)有變形(xíng)的㊙️趨勢(shì)，同時還(hái)會🌈引起(qǐ)震顫、摩(mo)擦☁️甚至(zhi)公差等(deng)問題。因(yīn)此，解決(jué)這些問(wen)題的關(guān)鍵是保(bao)證整個(gè)系統的(de)剛性，采(cǎi)用鋒利(li)的切削(xuē)刃、正确(que)的幾何(hé)形體的(de)刀具是(shì)非👅常的(de)有必要(yao)的！另外(wai)，钛合金(jin)具有在(zai)高溫下(xia)與切削(xuē)🔱刀具發(fā)生化學(xue)反應合(hé)金化的(de)趨勢，其(qi)切屑有(yǒu)焊接到(dao)刀具表(biǎo)面的趨(qu)勢。這些(xiē)都是不(bú)得不考(kǎo)⛷️慮的因(yin)素✂️！

可靠(kao)緊湊的(de)機床夾(jiá)具

醫療(liao)器械加(jia)工設備(bei)需要具(ju)備能加(jia)工由難(nan)加工材(cai)料 ( 如钛(tai)合金或(huo)不鏽鋼(gāng) ) 制成的(de)、精度要(yào)求高的(de)小而複(fú)雜的零(ling)件，例如(rú)加工㊙️骨(gǔ)頭及關(guān)節🙇‍♀️的替(ti)代件就(jiu)相當複(fú)雜。由于(yu)被加工(gōng)材🐪料的(de)切削🙇🏻性(xìng)能差，因(yīn)此通常(cháng)以棒料(liao)作爲毛(mao)坯料 —— 這(zhè)就意味(wèi)着有大(da)量的金(jīn)屬需要(yao)被去除(chu)。也有一(yī)部分零(ling)件☎️被鑄(zhu)造成接(jie)近成品(pǐn)的形狀(zhuang)，但這也(yě)增加了(le)一些麻(ma)煩♍ —— 需要(yào)制造複(fú)雜而昂(ang)貴的夾(jiá)具。

增加(jiā)加工複(fu)雜性的(de)另一因(yin)素是公(gong)差範圍(wéi)窄。

醫療(liao)器械零(ling)部件工(gōng)件材料(liào)、加工精(jīng)度、表面(mian)光潔度(du)等要求(qiu)非常高(gao)，這些都(dou)要求加(jia)工系統(tǒng)的可靠(kao)性要✂️高(gāo)。因🔱而，也(ye)💯對機床(chuáng)、夾具、刀(dāo)🏃‍♂️具、 CAM 軟件(jiàn)等提出(chū)了極高(gao)的要求(qiú)。

工件通(tong)常在瑞(rui)士自動(dòng)車床、多(duō)主軸機(ji)床和回(huí)轉工作(zuo)台等國(guó)際先進(jìn)的醫療(liao)器械加(jia)工設備(bèi)上加工(gong)。這些機(ji)床的特(te)點大都(dou)是尺寸(cùn)非常小(xiǎo)、結構非(fei)常緊湊(cou)。

醫療器(qì)械零部(bu)件加工(gōng)的特點(diǎn)及其要(yào)求，無疑(yí)推動了(le)加🆚工技(jì)術以及(jí)解決方(fang)案的發(fā)展，以提(ti)高中小(xiǎo)企🈲業加(jia)工醫🤩用(yòng)器械的(de)‼️競争⭐力(li)及生産(chǎn)效率。

穩(wen)定高效(xiao)的刀具(ju)

一般來(lai)說，醫療(liáo)器械行(hang)業與其(qi)他機械(xiè)加工行(hang)業有三(sān)點不同(tóng)：

第一，對(duì)機床的(de)要求相(xiàng)對較高(gao)，像瑞士(shì)自動車(che)床、多主(zhu)軸機床(chuang)和回轉(zhuan)工作台(tái)等先進(jin)的醫療(liáo)器械加(jiā)工設備(bèi)，與通📱常(cháng)看📱到的(de)🤟加工🔆中(zhong)心及車(chē)床完全(quan)不同，他(tā)們的結(jie)構非常(cháng)🚩緊湊、尺(chi)寸也非(fēi)常小。爲(wèi)🌂了配合(hé)這些💘要(yào)求，刀具(ju)的結構(gou)也需要(yào)有特🙇🏻殊(shu)的設計(jì)，要求刀(dao)具的尺(chǐ)寸也要(yao)很小，同(tong)時還要(yao)保證刀(dāo)具的剛(gāng)性。像 SWISSCUT 系(xì)列專門(men)針對凸(tu)輪式機(jī)床的設(she)計，就減(jian)少了加(jiā)工🧑🏽‍🤝‍🧑🏻區域(yù)狹小易(yì)🈚産生幹(gan)涉的問(wen)題，讓其(qi)可以很(hen)方便地(dì)從刀杆(gǎn)的🎯兩側(cè)🔞更換🌈刀(dao)片，高精(jīng)度的刀(dao)片和牢(lao)固的✉️刀(dāo)座設計(ji)保證了(le)較高的(de)重複定(ding)位精度(du)。 MINCUT 是 ISCRA 公司(si)最新研(yán)發的刀(dāo)具，既可(ke)用于車(chē)削，也可(ke)用于銑(xǐ)削，小規(gui)格刀具(ju)卻具有(yǒu)高剛性(xìng)，讓其可(kě)應用于(yu)多主軸(zhou)機床或(huo)者是加(jiā)工❓中心(xīn)上。

第二(èr)點是，對(duì)加工效(xiao)率的要(yào)求高，對(duì)于醫療(liáo)器械而(ér)言✨，最💘最(zuì)看重的(de)就是加(jiā)工效率(lü)，也就是(shì)加工節(jie)拍，其要(yào)求在最(zuì)短的時(shi)間内，能(neng)💋夠更換(huan)刀片。 MULTI-MASTER 變(biàn)形金剛(gāng)可換刀(dāo)頭系列(lie)，隻需要(yào)幾秒鍾(zhong)就可換(huan)上不同(tóng)的銑刀(dao)頭。快換(huan)刀頭的(de)理念，對(duì)加工效(xiao)率具有(you)很好的(de)保證。同(tong)時也要(yào)求🛀🏻刀具(ju)的壽命(ming)要盡可(kě)能的穩(wen)定、盡可(kě)能的長(zhang)。應盡可(ke)能采用(yong)高品質(zhì)的刀具(jù)，兼具塗(tú)層、刃口(kou)、斷屑槽(cáo)型、刀具(ju)結構形(xing)式的整(zhěng)體配合(he)的。這樣(yàng)，才能保(bǎo)證機床(chuang) 24 小時運(yùn)轉，使得(de)機床以(yi)非常高(gao)的生産(chan)效率與(yǔ)市場⚽上(shàng)👨‍❤️‍👨其他的(de)競💔争對(duì)手進行(hang)競争，從(cóng)而取得(de)競争優(you)勢！

第三(san)，從工件(jian)本身來(lai)說，它自(zì)身便與(yu)其他機(jī)械零部(bu)件有着(zhe)🔞很大的(de)區别。植(zhí)入人體(ti)的醫療(liáo)器械首(shou)先要求(qiú)表面光(guang)潔度非(fēi)常好，精(jing)度非常(chang)高，不能(neng)有任何(hé)偏✂️差，這(zhè)就對刀(dāo)具❄️的刀(dao)片結構(gòu)、刀片的(de)塗💯層都(dou)有及其(qi)嚴格的(de)要求。此(ci)外，對㊙️刀(dāo)片的重(zhong)複定位(wei)精度也(yě)有嚴格(gé)的眼球(qiú)，使其可(kě)以在保(bǎo)證效率(lü)提高的(de)同時不(bú)會忽視(shì)高質量(liàng)！

完整的(de)解決方(fāng)案

ISCAR 深入(rù)分析了(le)醫學器(qì)械工業(yè)植入物(wu)的特點(dian)，爲了提(tí)高這些(xiē)非常關(guan)鍵的元(yuan)件的加(jiā)工性， ISCAR 設(shè)計制作(zuo)了針對(dui)此行業(yè)的特制(zhì)刀具、刀(dao)片以及(jí)卷屑♈槽(cao)以加工(gong)钛合金(jīn) Ti6Al4V 并獲取(qǔ)此領域(yu)所需的(de)高精度(dù)的公差(cha)值。同時(shi)，爲了配(pèi)合此類(lei)零件制(zhì)造商，降(jiàng)低他們(men)的成本(ben)，采用他(tā)們已有(yǒu)的生産(chan)設㊙️備， ISCAR 也(yě)提供特(te)制定制(zhì)刀具以(yǐ)滿足不(bu)同場合(hé)的應用(yong)。

ISCAR 特制的(de)帶鋒利(li)切削刃(ren)的整體(ti)硬質合(hé)金立銑(xǐ)刀可🐅用(yong)于💞凹型(xing)零💔件的(de)加工并(bìng)免除毛(mao)刺。這些(xie)立銑刀(dao)能在半(bàn)精加工(gōng)及精加(jia)工中，實(shi)現最大(dà) 0.01mm 餘量的(de)抛光銑(xǐ)！同時還(hai)研發了(le)應用于(yú)加工钛(tai)合金及(ji)不鏽鋼(gang)的刀具(ju) —— 基于超(chāo)細晶粒(li)基體進(jìn)行 PVD 塗層(céng)，實現了(le)高切削(xuē)速度 + 高(gāo)進給的(de)高速加(jia)工。其銑(xi)刀直徑(jìng)小，編程(chéng)中可采(cǎi)用偏斜(xié)加🚶工策(ce)略，其優(yōu)點在于(yu)獲得刀(dao)具外徑(jìng)上的切(qiē)削速度(du)，排屑流(liu)暢，切削(xue)區域接(jie)觸面積(ji)下，切削(xuē)熱更低(di)！

同時研(yán)發部門(men)還發現(xiàn)，車削應(yīng)用在醫(yī)學器械(xie)工業中(zhōng)，刀片牌(pai)号🈲抑或(huo)卷屑槽(cao)等都需(xu)要進行(hang)改進。爲(wei)滿足用(yong)戶需求(qiú)，還專門(men)研制了(le)高品質(zhì)的磨制(zhi)刀片，諸(zhū)如 VCET 、 DCET 、 CCET 等，刀(dao)片槽型(xing)爲 WF 。其先(xian)進生産(chǎn)技術保(bǎo)障了此(ci)類改進(jin)刀片帶(dài)有抛光(guāng)的卷屑(xiè)✨槽🏃🏻‍♂️，以實(shi)現半精(jing)加工及(ji)精加工(gong)的優越(yue)表面質(zhi)量。在某(mǒu)些特殊(shū)應用中(zhōng)，還提供(gòng)帶 MD 卷屑(xiè)槽的 VCGT 刀(dāo)片，以獲(huo)取高表(biǎo)面質量(liàng)。

其 JET-CUT 系列(liè)切斷刀(dāo)，刀片寬(kuan)度 3mm 和 4mm ，刀(dāo)具壽命(ming)長，加工(gong)表面質(zhi)量高。這(zhè)些研發(fa)創新都(dou)源自其(qí)信念 —— 升(shēng)級無極(ji)限，同時(shí)還已研(yan)制出基(ji)于 TANG-GRIP 系列(lie)的 HP 高壓(ya)冷卻系(xi)統刀具(jù)。

采用經(jīng)過實踐(jian)證明過(guo)的工藝(yì)及刀具(ju)和驗證(zhèng)過的切(qie)削參😍數(shù)🐆可以更(gèng)及時地(di)面對市(shì)場推出(chū)的醫療(liáo)器👉械零(líng)部件零(líng)部件加(jia)工。基于(yu)多年在(zai)醫療器(qì)械行業(yè)的經驗(yàn)，還推出(chu)✍️了醫療(liáo)器械行(hang)業的刀(dāo)具套盒(hé)，配合專(zhuan)用機床(chuáng)，共同爲(wèi)客戶提(tí)供完美(mei)的解決(jue)方案！