關于CNC加工在醫(yī)療器械行業針對(duì)難加工材料的解(jie)💃決方案

近幾年(nian)來 CNC 加工中的醫療(liao)器械行業呈動态(tài)增長趨勢，醫療器(qì)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(qí)🐉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(qú)道。而 ISCAR 伊斯卡正是(shi)看到了這個巨大(dà)的發展前景，投入(rù)了大量的人力☎️和(he)物力，來研發醫療(liáo)器械加工專用刀(dao)具。爲此其特意在(zai)以色列的總部成(cheng)立了一個專門🌏的(de)醫療器械行業刀(dao)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(zhǐ)到現在，其用于醫(yī)療器械行業的刀(dao)具在公司✔️所有刀(dāo)具産品中的比重(zhòng)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(gōng)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(xing)，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(guān)節、接骨闆、種植牙(yá)、脊椎連接元件🚩等(deng)的制作。

钛合金具(jù)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(zhōng)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(ju)局部切削熱過高(gao)。而钛合金🐉熱傳導(dǎo)性㊙️差，導緻産📱生的(de)熱量不能很好地(dì)傳導出去。于是🌏，大(dà)量的切削熱集中(zhōng)于切♋削刃及刀具(ju)表面🈲。高的切削力(lì)，切🔅削熱會綜合引(yin)👌起月牙窪的産生(sheng)，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(kǎo)🔞慮的問題。

钛合金(jin)相對于鋼彈性更(geng)佳是因其有相對(dui)低的彈性模🐇量。因(yin)🔞此，爲了保障工件(jian)的反彈小，應避免(mian)切削力過大。薄🚩壁(bì)件在刀具壓力下(xià)通常都會有變形(xing)的趨勢，同時還會(huì)引起震🌏顫、摩擦甚(shèn)至公🌈差等問題。因(yin)此，解決這些問題(ti)的關鍵是保證整(zheng)個系統的剛性，采(cai)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(wen)下與切削刀具發(fa)生🤩化學反應合金(jin)化的趨勢，其切屑(xiè)有焊接⚽到刀具表(biǎo)面的趨勢♌。這些都(dōu)是不得不考慮的(de)因素🤞！

可靠緊湊的(de)機床夾具

醫療器(qì)械加工設備需要(yao)具備能加工由難(nán)加工材料 ( 如钛合(hé)金或不鏽鋼 ) 制成(cheng)的、精度要求高的(de)小而複雜的零件(jian)，例如加工骨頭及(jí)關節的替代件就(jiu)相當複雜。由于被(bèi)加工材料的切削(xuē)性能差，因此通常(cháng)以棒料作爲毛坯(pī)料 —— 這就意味着有(you)大量的金屬需要(yào)被去除。也有一部(bù)分🌍零件被鑄造成(cheng)接近成品的形狀(zhuàng)，但這也增加了一(yi)些麻煩 —— 需要制造(zao)複雜而昂貴的夾(jiá)具。

增加加工複雜(zá)性的另一因素是(shi)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(qiu)非📱常高，這些都要(yào)求加工系統的可(kě)靠性要高。因🏃‍♀️而，也(ye)🏒對機🏃‍♂️床、夾具、刀具(jù)、 CAM 軟件等提出了極(ji)高的要求。

工件通(tong)常在瑞士自動車(che)床、多主軸機床和(he)回轉工作💚台等國(guo)際先進的醫療器(qi)械加工設備上加(jiā)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(liao)器械行業與其他(ta)機械加工行業有(yǒu)三點不同：

第一，對(duì)機床的要求相對(duì)較高，像瑞士自動(dong)車床、多👄主軸👄機床(chuang)❓和回轉工作台等(děng)先進的醫療器械(xie)加工設備，與通常(chang)看到的加工中心(xin)及車床完全不同(tóng)，他們的結😄構非常(cháng)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(jù)的剛性。像 SWISSCUT 系列專(zhuān)門針對凸輪式機(ji)床的設計，就減少(shao)了加工區域狹小(xiǎo)易産生幹涉的問(wèn)題，讓其可以很方(fāng)便地從刀杆的兩(liǎng)側💛更換刀片，高精(jīng)度的刀片和牢固(gù)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(zuì)新研發的刀具，既(jì)可用于車削，也可(ke)用于銑削🌈，小規格(ge)刀☔具卻具有高剛(gang)性，讓其可應用于(yu)多主🛀🏻軸機床或者(zhe)是加工中心上。

第(di)二點是，對加工效(xiào)率的要求高，對于(yu)醫療器械而言，最(zui)最看重的就是加(jia)工效率，也就是加(jiā)工節拍，其要求♈在(zai)最✉️短的時間内，能(néng)㊙️夠更換刀片。 MULTI-MASTER 變形(xíng)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(tou)的理念，對加工效(xiao)率具有🧑🏽‍🤝‍🧑🏻很好的保(bao)證。同時也🏃🏻要求刀(dāo)具的壽命要盡可(kě)能的💰穩定、盡㊙️可能(néng)的長。應盡可能采(cǎi)用高品質的刀具(jù)，兼具塗層、刃口、斷(duan)屑槽♋型、刀具結👅構(gou)形式的整體配合(he)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(shi)場上💞其🌈他的競争(zhēng)對手進行競争，從(cóng)而取得競争優勢(shì)！

第三，從工件本身(shēn)來說，它自身便與(yǔ)其他機械零部🌏件(jian)有着很大的區别(bié)。植入人體的醫療(liao)器械首先要求表(biǎo)面光潔度非常好(hao)，精度非常高，不能(neng)有任何偏🍓差，這就(jiù)🔞對刀具的刀片結(jie)構、刀🤩片的塗層都(dou)有及其嚴格的要(yào)求。此外，對刀片的(de)重複定位精🌈度也(yě)有嚴格的眼球，使(shǐ)其可以在保🔆證效(xiao)率提高的同時不(bú)會🔅忽視高質量🏃‍♂️！

完(wán)整的解決方案

ISCAR 深(shen)入分析了醫學器(qì)械工業植入物的(de)特點，爲了提高這(zhe)些非常關鍵的元(yuán)件的加工性， ISCAR 設計(ji)制作了針對此行(hang)業的特制刀具、刀(dāo)片以及卷屑槽以(yi)加工钛合金 Ti6Al4V 并獲(huo)取此領域所需的(de)高精度的公差值(zhi)。同時，爲了配合此(cǐ)類零件制造商，降(jiàng)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(yīng)用。

ISCAR 特制的帶鋒利(li)切削刃的整體硬(ying)質合金立銑刀可(ke)用于凹型零件的(de)加工并免除毛刺(cì)。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(yu)量的抛光銑！同時(shi)還研發了應用于(yu)加工钛合金及不(bu)鏽鋼的刀具 —— 基于(yu)超細晶粒基體進(jìn)行 PVD 塗層，實現了高(gao)切削速度 + 高進給(gei)的高速加工。其銑(xi)刀直徑小，編程中(zhong)可采用偏斜加工(gong)策略，其優點在于(yu)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(bu)門還發現，車削應(yīng)用在醫學器械工(gong)業中📧，刀片牌号抑(yì)或卷屑槽等都需(xū)要進行改進。爲滿(mǎn)足用戶需求，還專(zhuan)門研制了高品質(zhì)的磨制刀片，諸如(ru) 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(juan)屑槽，以實現半精(jing)加工及精加工的(de)優越表面🏃🏻‍♂️質量♉。在(zai)某些特殊應用中(zhōng)，還提供帶 MD 卷屑槽(cáo)的 VCGT 刀片，以獲取高(gāo)表面質量。

其 JET-CUT 系列(liè)切斷刀，刀片寬度(du) 3mm 和 4mm ，刀具壽命長，加(jia)工表面質量高。這(zhè)些研發創新都源(yuan)自其信念🧑🏽‍🤝‍🧑🏻 —— 升級無(wu)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(dao)具。

采用經過實踐(jiàn)證明過的工藝及(ji)刀具和驗證過的(de)切削參數可以更(geng)及時地面對市場(chang)推出的醫療器械(xie)零部件零部件加(jia)工。基于多年在醫(yi)療器械行業的經(jīng)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(tí)供完美的解決方(fāng)案！