醫(yī)療器械零件加工的普遍情況是材料難加工、工件形狀復(fù)雜、小批量生產(chǎn)頻繁,這就對專業(yè)醫(yī)療器械加工所用的刀具提出了很高的要求。在世界經(jīng)濟(jì)一體化的新浪潮中,“全球通用機(jī)械、汽車、航空航天、能源、醫(yī)療、軌道交通、模具及機(jī)床等行業(yè)都離不開工具裝備?!?/p>
醫(yī)療器械行業(yè)呈現(xiàn)出充滿活力的增長態(tài)勢,醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)也在不斷尋找更好的車削中心和刀具以增強(qiáng)競爭優(yōu)勢,這也成為刀具行業(yè)增長的重要渠道。醫(yī)療器械零部件加工的特點(diǎn)和難點(diǎn)如下:
一、醫(yī)療器械行業(yè)對專業(yè)精密刀具加工的要求
難以加工的材料、復(fù)雜的工件形狀和頻繁的小批量生產(chǎn)對加工專業(yè)醫(yī)療器械的刀具提出了很高的要求。比如移植產(chǎn)品和假肢,它們在成功的手術(shù)中起著非常重要的作用,可以幫助外科醫(yī)生達(dá)到最佳的醫(yī)療效果。加工醫(yī)療器械的刀具在很大程度上決定了醫(yī)療器械的質(zhì)量。
切削工具廣泛用于醫(yī)療器械的制造。他們可以加工簡單的工件,例如大型設(shè)備(例如計(jì)算機(jī)斷層掃描相機(jī))的外殼,而用于修復(fù)顱骨或治療骨折的移植產(chǎn)品或工件的生產(chǎn)更具挑戰(zhàn)性。
一個(gè)。精度——最基本的要求
微米范圍的公差在醫(yī)療行業(yè)很常見,選擇合適的工具需要敏銳的洞察力和豐富的經(jīng)驗(yàn)。一方面,即使鉆小孔,也需要使用潤滑劑來減少摩擦,可靠地散熱并處理刀片處的細(xì)鐵屑;另一方面,在生產(chǎn)尖端醫(yī)療器械(無毛刺)時(shí),需要使用鋒利、光滑的刀具來獲得高質(zhì)量的表面。常用的刀具有高速鋼鉆頭或整體硬質(zhì)合金鉆頭。
灣。銑削和鉆孔 - 牙齒修復(fù)
作為標(biāo)準(zhǔn),瓦爾特集團(tuán)瓦爾特原型產(chǎn)品的protostar系列整體硬質(zhì)合金刀具的直徑范圍為0.3~20mm。普拉特制造工廠位于德國,是醫(yī)療行業(yè)的知名供應(yīng)商。其絲錐和螺紋銑刀主要用于加工鈦合金,如接骨螺釘或髖關(guān)節(jié)。直徑1.6mm的螺紋銑刀也可用于生產(chǎn)牙科修復(fù)產(chǎn)品。
C。定制復(fù)合刀具方案,省時(shí)省錢
與從事其他行業(yè)的公司一樣,從事醫(yī)療行業(yè)的公司也面臨著越來越大的成本壓力。企業(yè)要想站在激烈競爭的國際舞臺上,就必須以低成本生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。對于移植的產(chǎn)品(一般為高合金鋼、鈦或鈦合金),特殊材料和復(fù)雜的工件幾何形狀對產(chǎn)品的精度提出了很大的挑戰(zhàn)。
對于某些加工,過去可能需要三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工具,但現(xiàn)在只需要一個(gè)復(fù)合工具就可以將之前的三個(gè)過程替換為一個(gè)過程,從而節(jié)省時(shí)間和成本。
二、醫(yī)療器械產(chǎn)品加工難點(diǎn)分析
一種。鈦合金材料難加工
醫(yī)療器械植入部件90%采用ti6al-4v鈦合金,具有重量輕、強(qiáng)度高、生物相容性高等特點(diǎn)。鈦合金6Al-4V已成為醫(yī)療植入器械最常用的材料。鈦合金6Al-4V通常用于制造髖關(guān)節(jié)、接骨螺釘、膝關(guān)節(jié)、接骨板、種植牙和脊柱連接元件。鈦合金具有加工硬化的特點(diǎn)。在加工過程中,剪切角大,產(chǎn)生的切屑薄,在刀具上形成的接觸面積比較小。此外,加工過程中較高的切削力,加之切屑流動時(shí)的摩擦力,會綜合導(dǎo)致刀具局部切削熱過大。鈦合金的導(dǎo)熱性差,無法快速傳遞切削熱。因此,大量的切削熱集中在切削刃和刀具表面。高切削力和切削熱會綜合導(dǎo)致月牙形凹陷和快速刀具失效。
相對較低的彈性模量使得鈦合金的彈性優(yōu)于鋼。因此,應(yīng)避免過大的切削力,以保證工件的回彈小。薄壁零件在工具壓力下容易變形,導(dǎo)致振動、摩擦甚至公差問題。解決問題的關(guān)鍵是保證整個(gè)系統(tǒng)的剛性。使用鋒利的切削刃和正確的幾何工具是非常必要的。此外,鈦合金在高溫下有與刀具發(fā)生化學(xué)反應(yīng)合金化的趨勢,其切屑有焊接到刀具表面的趨勢。
灣??煽烤o湊的機(jī)床夾具
醫(yī)療器械加工設(shè)備需要能夠加工精度要求高的難加工材料(如鈦合金或不銹鋼)制成的小型復(fù)雜零件,例如骨骼和關(guān)節(jié)的替換零件。由于被加工材料的切削性能較差,毛坯通常是棒材——這意味著需要去除大量金屬。因此,有些零件被鑄造成接近成品的形狀,但這也增加了麻煩——需要制造復(fù)雜且昂貴的夾具。另一個(gè)增加加工復(fù)雜性的因素是狹窄的公差范圍。
醫(yī)療器械零件對工件材料、加工精度和表面光潔度有很高的要求,這就要求加工系統(tǒng)的可靠性很高。因此對機(jī)床、夾具、刀具、CAM軟件等提出了很高的要求。工件通常在瑞士自動車床、多主軸機(jī)床、回轉(zhuǎn)工作臺等先進(jìn)的醫(yī)療器械加工設(shè)備上加工。這些機(jī)床大多具有體積很小、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。
醫(yī)療器械零部件加工的特點(diǎn)和要求無疑促進(jìn)了加工技術(shù)和解決方案的發(fā)展,從而提高了中小型醫(yī)療器械加工企業(yè)的競爭力和生產(chǎn)效率。
C。穩(wěn)定高效的刀具
一般來說,醫(yī)療器械行業(yè)與其他機(jī)械加工行業(yè)的不同之處在于三個(gè)方面:
一是對機(jī)床的要求比較高。瑞士自動車床、多軸機(jī)床、回轉(zhuǎn)工作臺等先進(jìn)的醫(yī)療器械加工設(shè)備與通常的加工中心和車床完全不同。它們的尺寸非常小,結(jié)構(gòu)非常緊湊。為了滿足這樣的要求,工具的結(jié)構(gòu)也需要特殊設(shè)計(jì),工具的尺寸要很小,同時(shí)要保證工具的剛性。
二是要求處理效率高。對于醫(yī)療器械來說,最重要的是加工效率,也就是加工節(jié)拍。要求在最短的時(shí)間內(nèi)更換刀片。這里需要介紹一下快換刀盤的概念,它對加工節(jié)拍有很好的保證。此外,工具的使用壽命應(yīng)盡可能穩(wěn)定且盡可能長。盡量選用優(yōu)質(zhì)刀具,涂層、刃口、斷屑槽、刀具結(jié)構(gòu)整體協(xié)調(diào)。這樣,機(jī)床就可以24小時(shí)不間斷運(yùn)行,以極高的生產(chǎn)效率與市場上的其他競爭對手競爭,獲得競爭優(yōu)勢。
第三,從工件本身來說,它與其他機(jī)械零件有很大的不同。植入人體的醫(yī)療器械首先要求表面光潔度非常好、精度高、無偏差,這就要求工具從刀片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到刀片涂層設(shè)計(jì)都滿足高加工要求。此外,還包括刀片的重復(fù)定位精度,在保證效率提升的同時(shí)也不能忽視高質(zhì)量的要求。
3.完整的解決方案
中國株洲meetyou硬質(zhì)合金有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)醫(yī)療器械配件和刀具的公司。擁有先進(jìn)的加工中心、數(shù)控銑床、精密自動車床、車銑復(fù)合行走機(jī)、沖床、磨床等配套生產(chǎn)設(shè)備,相應(yīng)的檢測配套設(shè)施齊全。
Meetyou刀具一直致力于醫(yī)療器械加工刀具的研發(fā)和改進(jìn),努力為醫(yī)療器械行業(yè)的制造商提供更好的解決方案。以骨關(guān)節(jié)零件加工為例,美優(yōu)工具成功開發(fā)了鈷鉻鉬CoCrMo合金靶向加工硬質(zhì)合金刀具和聚乙烯材料靶向加工硬質(zhì)合金刀具。已成功應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域相關(guān)材料的加工,克服了一些難加工材料的加工技術(shù)難題,實(shí)現(xiàn)了降本不降效。