關于CNC加(jia)工在醫療(liao)器械行業(ye)針對難加(jia)工材料的(de)解決方案(an)

近幾年來(lái) CNC 加工中的(de)醫療器械(xiè)行業呈動(dòng)态增長趨(qu)勢，醫療器(qi)🔴械🐇制造🔴商(shang)們也在持(chi)續尋覓更(gèng)佳的車削(xue)中心及良(liáng)好刀具，用(yòng)以提升其(qí)在行業中(zhong)的競争優(yōu)勢，而這些(xiē)都成爲刀(dao)具業、機床(chuang)業、夾具業(yè)🎯業務增♊長(zhǎng)的一大重(zhòng)🆚要的渠道(dao)。而 ISCAR 伊斯卡(kǎ)正是看到(dao)了這個巨(ju)大的發展(zhǎn)前景，投入(rù)了👉大🐉量的(de)人力和物(wù)力，來研發(fa)醫療器械(xiè)加工專用(yòng)刀具。爲💔此(ci)其特意在(zai)以色列的(de)總部成立(lì)了一個專(zhuān)門😄的醫療(liáo)器械行業(ye)刀具研發(fā)部門，有 7 名(ming)專業的工(gōng)程師專門(men)從事解決(jué)方案的設(shè)計，他們🔞都(dou)有着💋豐富(fù)的經驗，并(bìng)且從事醫(yi)療器械加(jiā)工刀具的(de)研究都超(chao)過了 12 年。截(jie)止到現在(zài)，其用于醫(yi)療器械行(háng)業的刀具(jù)在公司所(suǒ)有刀具産(chǎn)品中的比(bi)重約爲 6% ～ 7% ，并(bìng)預計在今(jin)後 2 ～ 3 年，這個(ge)比重将會(huì)上升至 10% ～ 12% 。

難(nán)加工的钛(tài)合金材料(liào)

90% 的醫療器(qì)械植入部(bù)件由 Ti6Al4V 钛合(hé)金制成，源(yuan)于輕質、高(gāo)強度及高(gāo)的生物相(xiàng)容性，因其(qi)這❤️些特性(xing)，使得钛合(he)金 6AL-4V 成爲醫(yī)用植入器(qì)械的最常(chang)用的材料(liao)。钛合金 6AL-4V 通(tōng)常用于髋(kuan)關節、骨螺(luo)釘、膝關節(jie)、接骨闆、種(zhong)植牙、脊椎(zhui)連接元件(jian)等的制作(zuo)。

钛合金具(ju)有的特性(xing)之一是加(jiā)工硬化。在(zài)加工過程(cheng)剪切角大(dà)，産生的切(qie)屑薄，并會(huì)在刀具上(shàng)形成相對(dui)小的✏️接觸(chu)區域。另外(wai)，加工過程(chéng)中的高切(qiē)削力，同時(shí)結合切屑(xie)流動時的(de)摩❓擦力，這(zhè)些因素都(dōu)會導緻刀(dao)📧具局部切(qiē)削熱過高(gāo)。而钛合金(jin)熱傳導性(xìng)差，導緻産(chǎn)生的熱量(liang)不能很好(hao)地傳導出(chu)去。于是😄，大(dà)量的切削(xuē)熱集中于(yú)切削刃及(jí)刀具表面(miàn)🤩。高的切削(xue)力，切削熱(re)會綜合引(yǐn)起月牙窪(wa)的産♍生，同(tong)時還🌈會引(yin)起刀具的(de)快速失效(xiào)。這些因素(sù)導緻的産(chǎn)品質量不(bú)過關，以及(ji)刀具的高(gāo)損耗，對于(yu)企業來說(shuo)都是一個(gè)不得不考(kao)慮的問題(tí)。

钛合金相(xiàng)對于鋼彈(dan)性更佳是(shì)因其有相(xiang)對低的彈(dan)性模🏃‍♀️量。因(yīn)此，爲了保(bao)障工件的(de)反彈小，應(ying)避免切削(xue)力過大。薄(bao)👣壁件🔅在刀(dao)具壓力下(xia)通常都會(huì)有變形的(de)趨勢，同時(shi)還會引起(qǐ)震✂️顫、摩擦(cā)甚至公差(cha)等問題。因(yīn)🤟此，解決這(zhè)些問題的(de)關鍵是保(bao)證整個系(xi)統的剛性(xìng)🌈，采用鋒利(lì)的切削刃(ren)、正确的幾(ji)何形體的(de)刀具是非(fei)常的有必(bì)要的！另外(wai)，钛合金具(ju)🏃‍♂️有在高溫(wēn)下與切削(xue)刀具發生(sheng)化學反應(yīng)合金化的(de)趨勢，其切(qie)屑有焊接(jie)🐆到📧刀具表(biao)面的趨勢(shì)。這些都是(shi)不得不🌍考(kao)慮的因素(su)！

可靠緊湊(cou)的機床夾(jiá)具

醫療器(qì)械加工設(shè)備需要具(ju)備能加工(gōng)由難加工(gong)材料 ( 如钛(tài)合金或不(bu)鏽鋼 ) 制成(chéng)的、精度要(yào)求高的小(xiao)而複雜的(de)零件，例如(rú)加工骨頭(tóu)及關節的(de)替代件就(jiu)相當複雜(za)。由于被加(jia)工材☎️料的(de)切削性能(néng)差，因此通(tōng)常以棒料(liào)作爲毛坯(pī)料 —— 這就意(yi)味着有大(dà)量的金屬(shǔ)需要被去(qù)除。也有一(yi)部分零👌件(jiàn)被🙇‍♀️鑄造成(cheng)接近成品(pin)的形狀，但(dàn)這也增加(jiā)了一些麻(má)煩 —— 需要制(zhì)造複雜而(er)昂貴的夾(jiá)具。

增加加(jia)工複雜性(xìng)的另一因(yin)素是公差(cha)範圍窄。

醫(yi)療器械零(líng)部件工件(jiàn)材料、加工(gōng)精度、表面(mian)光潔度等(děng)要求非常(chang)高，這些都(dou)要求加工(gōng)系統的可(ke)靠性要高(gao)。因而，也🌈對(duì)機床、夾🌈具(ju)、刀具、 CAM 軟件(jian)等提出了(le)極高的要(yao)求。

工件通(tong)常在瑞士(shì)自動車床(chuáng)、多主軸機(jī)床和回轉(zhuan)工作台等(deng)國際先進(jìn)的醫療器(qi)械加工設(shè)備上加工(gong)。這些機床(chuáng)的特點🐉大(da)都是尺寸(cun)非常小、結(jié)構非常緊(jin)湊。

醫療器(qì)械零部件(jian)加工的特(tè)點及其要(yào)求，無疑推(tui)動了加工(gong)技術以及(ji)解決方案(an)的發展，以(yi)提高中小(xiao)企業加工(gōng)醫用器械(xie)的競争力(lì)及生産效(xiào)率。

穩定高(gāo)效的刀具(jù)

一般來說(shuo)，醫療器械(xie)行業與其(qi)他機械加(jiā)工行業有(you)三點不同(tong)：

第一，對機(jī)床的要求(qiu)相對較高(gao)，像瑞士自(zi)動車床、多(duō)主軸機床(chuáng)和回轉工(gong)作台等先(xian)進的醫療(liáo)器械加工(gong)設備，與通(tōng)🌏常看到的(de)加工🈲中心(xin)及車床完(wan)全不同，他(ta)們的結構(gòu)非常緊湊(cou)、尺🈲寸也非(fei)常小。爲了(le)配合這些(xie)🤞要求，刀具(ju)的結構也(ye)需要有特(tè)殊的設計(jì)，要求刀具(jù)⭐的尺寸也(ye)要很小，同(tóng)時還👄要保(bao)證刀具的(de)剛性。像 SWISSCUT 系(xi)列專門針(zhen)對凸輪式(shì)機床的設(shè)計，就減少(shao)了加工區(qu)㊙️域狹小易(yi)産生幹涉(shè)的問題，讓(ràng)其可以很(hěn)方便地從(cong)刀杆的兩(liang)側更換刀(dao)片，高精度(du)的刀片和(he)牢固的刀(dāo)座設計保(bao)證了較高(gao)的重複定(dìng)位精度。 MINCUT 是(shì) ISCRA 公司最新(xīn)研發的刀(dao)具，既可用(yong)于車削，也(yě)可用于銑(xǐ)🈲削❄️，小規格(ge)刀具卻具(ju)有高剛性(xìng)，讓其可應(yīng)用于多主(zhǔ)軸機床或(huò)者是加工(gōng)中心上。

第(di)二點是，對(duì)加工效率(lü)的要求高(gāo)，對于醫療(liáo)器械而言(yan)，最最看重(zhong)的就是加(jia)工效率，也(yě)就是加工(gong)節拍，其♉要(yào)求在最短(duan)的💞時間内(nei)，能夠更換(huàn)刀片。 MULTI-MASTER 變形(xing)金剛可換(huàn)刀頭系列(lie)，隻需要幾(ji)秒鍾就可(kě)換上📧不同(tong)的🙇‍♀️銑刀頭(tou)。快換刀頭(tóu)的理念，對(dui)加工效率(lü)具有很好(hao)的保🤩證。同(tóng)時也要求(qiú)刀具的壽(shòu)命要盡可(ke)能的☔穩定(ding)、盡可能的(de)💛長。應盡可(kě)能采用高(gao)品質的刀(dāo)具，兼具塗(tú)層、刃口、斷(duàn)屑槽型、刀(dao)具結🛀構形(xing)式的整體(tǐ)配合🤟的。這(zhè)樣，才能♍保(bǎo)證機床 24 小(xiǎo)時運轉，使(shi)得機床以(yi)非常高的(de)生産效率(lǜ)與市場上(shàng)其他的競(jìng)争對手進(jin)行競争，從(cong)而取得競(jìng)争優勢！

第(di)三，從工件(jiàn)本身來說(shuō)，它自身便(biàn)與其他機(ji)械零部件(jiàn)有着很大(da)♊的區别。植(zhi)入人體的(de)醫療器械(xie)首先要🎯求(qiú)表面光潔(jie)度非常好(hao)，精度非常(chang)高，不能有(yǒu)任何偏差(cha)，這就對刀(dāo)具的刀片(pian)結構、刀㊙️片(pian)的塗層都(dōu)有及其嚴(yán)格的要♻️求(qiu)。此外，對刀(dao)片的重複(fú)定位精度(du)也有嚴格(ge)的眼球，使(shi)其可以在(zài)保證效率(lǜ)提高的同(tóng)時不會🧑🏾‍🤝‍🧑🏼忽(hū)視高質量(liàng)！

完整的解(jiě)決方案

ISCAR 深(shen)入分析了(le)醫學器械(xie)工業植入(rù)物的特點(dian)，爲了提💯高(gāo)🍓這些非㊙️常(chang)關鍵的元(yuán)件的加工(gōng)性， ISCAR 設計制(zhì)作了針對(dui)此行業的(de)特制刀具(ju)、刀片以及(jí)卷屑槽以(yi)加✏️工钛合(hé)金 Ti6Al4V 并獲取(qu)此領域所(suo)需的高精(jing)度的公差(cha)值。同時，爲(wèi)了👅配合此(cǐ)類零件制(zhì)造商，降低(di)他們的成(chéng)本，采用他(tā)們已有的(de)生💜産設☂️備(bèi)， ISCAR 也提供特(tè)制定制刀(dao)具以滿足(zú)不同場合(he)的應用。

ISCAR 特(tè)制的帶鋒(fēng)利切削刃(rèn)的整體硬(ying)質合金立(lì)銑刀可用(yòng)于♋凹型零(líng)件的加工(gōng)并免除毛(mao)刺。這些立(li)銑刀能在(zài)半😍精加工(gōng)及精加工(gōng)中，實現最(zui)大 0.01mm 餘量的(de)抛光銑！同(tong)時還研發(fā)了應用于(yú)加工钛合(he)金及不鏽(xiu)鋼的刀具(jù) —— 基于超細(xì)晶粒基體(tǐ)進行 PVD 塗層(céng)，實現了高(gao)切削速度(dù) + 高進給的(de)高速加工(gong)。其銑刀直(zhí)徑小，編程(cheng)中可采用(yòng)🌏偏🛀🏻斜加工(gōng)策略，其優(you)點在于獲(huo)得刀具外(wai)徑上的切(qie)🚶削速度，排(pai)屑流暢，切(qiē)削區域接(jiē)觸面積下(xia)，切削熱更(geng)☂️低！

同時研(yan)發部門還(hai)發現，車削(xue)應用在醫(yi)學器械工(gōng)業中，刀片(pian)牌号抑或(huò)卷屑槽等(děng)都需要進(jin)行改進。爲(wèi)滿足用🏃🏻‍♂️戶(hù)需求，還專(zhuan)門🎯研制了(le)高品質的(de)磨制刀片(piàn)，諸如 VCET 、 DCET 、 CCET 等，刀(dāo)片槽型爲(wèi) WF 。其先進生(shēng)産技術保(bao)障了此類(lèi)改進刀片(piàn)帶有抛光(guang)的💛卷屑槽(cao)，以實現半(bàn)精加工及(ji)精加工的(de)優越表面(mian)質量。在某(mǒu)💔些特殊應(yīng)用中，還提(ti)供帶 MD 卷屑(xiè)槽的 VCGT 刀片(pian)，以獲取高(gāo)表面質量(liang)。

其 JET-CUT 系列切(qiē)斷刀，刀片(pian)寬度 3mm 和 4mm ，刀(dao)具壽命長(zhǎng)，加工表面(mian)質量高。這(zhe)些研發創(chuang)新都源自(zì)其信念 —— 升(shēng)級無極限(xiàn)，同時還已(yǐ)研制出基(jī)于 TANG-GRIP 系列的(de) HP 高壓冷卻(què)系統刀具(jù)。

采用經過(guo)實踐證明(ming)過的工藝(yi)及刀具和(he)驗證過的(de)切削參數(shu)可以更及(ji)時地面對(dui)市場推出(chū)的醫療器(qi)械零❌部件(jian)零部件加(jia)工。基于多(duo)年在醫療(liáo)器械行業(ye)的經驗☁️，還(hái)推出了醫(yi)療器械行(hang)業的刀具(jù)套盒，配合(he)專用機床(chuáng)🔴，共同爲客(ke)戶提供完(wan)美的解決(jué)方案！