關(guān)于CNC加工在醫(yī)療器械行業(yè)針對難加工(gong)材料的解🏃🏻‍♂️決(jué)方案

近(jin)幾年來 CNC 加工(gōng)中的醫療器(qì)械行業呈動(dòng)态增長趨勢(shì)，醫療器械制(zhì)造商們也在(zài)持續尋覓更(geng)佳的車削中(zhōng)心及良🐉好刀(dao)具，用以提升(sheng)其🐉在行業中(zhōng)的競争優勢(shi)，而這些🏒都成(chéng)爲刀具業、機(ji)床業❌、夾具業(ye)業務增長的(de)一大重要的(de)渠道。而 ISCAR 伊斯(sī)卡正是看到(dao)了這個巨大(da)的發展前景(jǐng)，投入了大☀️量(liàng)的人力🔞和物(wù)力，來研發醫(yī)療器械加工(gong)專用刀📐具。爲(wei)此其特意在(zai)以色列的總(zǒng)部成立了一(yi)個專門的醫(yi)療器械行業(yè)刀具✉️研發部(bù)門，有 7 名專業(yè)的工程師專(zhuan)門從事解決(jué)方案的設計(jì)，他們都有着(zhe)豐富的經驗(yàn)，并且從事醫(yi)療器械加工(gōng)刀具的研究(jiū)都超過了 12 年(nian)。截止到現在(zai)，其用于醫療(liao)器械行業的(de)刀具在公司(si)所有刀具産(chan)品中的比重(zhòng)約爲 6% ～ 7% ，并預計(jì)在今後 2 ～ 3 年，這(zhe)個比重将會(hui)上升至 10% ～ 12% 。

難加(jiā)工的钛合金(jin)材料

90% 的醫療(liáo)器械植入部(bù)件由 Ti6Al4V 钛合金(jīn)制成，源于輕(qing)質、高強度及(jí)高的生物相(xiang)容性，因其這(zhè)些特性，使得(dé)钛合金 6AL-4V 成爲(wèi)醫用植入器(qi)械的最常用(yong)的材料。钛合(he)金 6AL-4V 通常用于(yú)髋關節、骨螺(luó)釘、膝關節、接(jie)骨闆、種植牙(ya)、脊椎連接🧡元(yuan)件等的制作(zuò)。

钛合金具有(you)的特性之一(yī)是加工硬化(huà)。在加工過程(chéng)剪切角💃大，産(chan)生的切屑薄(bao)，并會在刀具(ju)上形成相對(duì)小的接觸區(qu)域。另外，加工(gong)過程中的高(gao)切削力，同時(shi)🌈結合切屑流(liu)動時的摩擦(ca)力，這些因素(sù)都會導緻刀(dāo)具局部切削(xuē)熱過高。而钛(tai)合金熱傳導(dao)性差，導緻産(chǎn)生的熱量不(bú)能很好地傳(chuán)導出去。于是(shi)，大量的切削(xuē)熱集中于切(qiē)削♊刃及刀具(jù)表面。高的切(qiē)削力，切削熱(rè)會綜合引👣起(qǐ)月牙窪的産(chǎn)生，同時還會(hui)引起刀具的(de)🌈快速失效。這(zhe)些因素💜導緻(zhi)的産品質量(liàng)不過關，以及(ji)刀具的高損(sǔn)耗，對于企業(ye)來說都是一(yī)個不得不考(kǎo)👌慮的問題。

钛(tài)合金相對于(yu)鋼彈性更佳(jiā)是因其有相(xiang)對低的彈性(xing)模量。因💋此，爲(wei)了保障工件(jian)的反彈小，應(ying)避免切削🍓力(lì)過🥵大。薄壁件(jiàn)🤞在刀具壓♋力(lì)下通常都會(hui)有變形的趨(qu)勢，同時還會(hui)引起震🔱顫、摩(mó)擦甚至公差(cha)等問題。因此(ci)，解決這⛹🏻‍♀️些問(wèn)題的關鍵是(shi)保證整個系(xi)統的剛性，采(cǎi)用鋒利的切(qie)削刃、正确的(de)幾何形體的(de)刀具是非常(cháng)的有必要的(de)！另外，钛合金(jīn)具有在高溫(wēn)下與切削刀(dao)具發生化學(xué)反應合金化(huà)的趨勢，其切(qie)屑有焊接♊到(dào)刀具表面的(de)趨勢。這些都(dōu)是不得不考(kao)🈲慮的因素！

可(kě)靠緊湊的機(ji)床夾具

醫療(liáo)器械加工設(she)備需要具備(bei)能加工由難(nan)加工材料 ( 如(rú)钛合金或不(bú)鏽鋼 ) 制成的(de)、精度要求高(gao)的小而複雜(zá)的零件，例如(rú)加工骨頭🌏及(jí)關節的替代(dài)件就相當複(fu)雜。由于被加(jia)工材料的切(qiē)削性能差，因(yin)🈲此通常以棒(bang)料作爲毛坯(pi)料 —— 這就意味(wei)着有大量的(de)金屬需要被(bei)去除。也有一(yī)部分零件被(bei)鑄造成接近(jin)成品的形狀(zhuang)，但這也增加(jia)了一些麻煩(fán) —— 需要制造複(fú)雜而昂貴的(de)夾具。

增加加(jia)工複雜性的(de)另一因素是(shi)公差範圍窄(zhai)。

醫療器械零(ling)部件工件材(cai)料、加工精度(dù)、表面光潔度(du)等要求非常(chang)高，這些都要(yao)求加工系統(tǒng)的可靠性要(yào)高。因而，也對(dui)機床、夾具、刀(dao)具、 CAM 軟件等提(ti)出了極高的(de)要求。

工件通(tōng)常在瑞士自(zi)動車床、多主(zhu)軸機床和回(hui)轉工作台等(děng)國際先進的(de)醫療器械加(jiā)工設備上加(jiā)工。這些機床(chuang)的特點大都(dou)是尺寸非常(chang)小、結構非常(cháng)緊湊。

醫療器(qi)械零部件加(jiā)工的特點及(jí)其要求，無疑(yí)推動了加工(gōng)❤️技術以及解(jiě)決方案的發(fā)展，以提高中(zhong)小企業加工(gōng)醫用器械的(de)競争力及生(sheng)産效率。

穩定(dìng)高效的刀具(ju)

一般來說，醫(yi)療器械行業(yè)與其他機械(xie)加工行業有(you)三點不同：

第(di)一，對機床的(de)要求相對較(jiào)高，像瑞士自(zi)動車床、多主(zhu)軸機床和🐉回(huí)轉工作台等(děng)先進的醫療(liao)器械加工設(shè)備，與通💜常看(kàn)到的☀️加工中(zhong)心及車床完(wan)全不同，他們(men)的結構非常(cháng)緊湊、尺寸也(ye)非常小。爲了(le)配合這些要(yào)求，刀具的結(jié)構也需要有(you)特殊的設計(jì)，要求刀具👄的(de)尺寸也要很(hěn)小，同時還要(yào)保證刀具的(de)剛性。像 SWISSCUT 系列(lie)專門針對凸(tu)輪式機床的(de)設計，就減少(shǎo)了加工🌈區域(yu)狹✉️小易産生(shēng)幹涉的問題(tí)，讓其可以很(hen)方便地👨‍❤️‍👨從刀(dāo)杆的兩側更(gèng)換刀片😍，高精(jīng)度的刀片和(he)牢固的刀座(zuo)設計保證❤️了(le)較高的重複(fu)定位精度。 MINCUT 是(shì) ISCRA 公司最新研(yan)發的刀具，既(jì)可用于車削(xue)，也可用于銑(xǐ)💃削🍉，小規格刀(dao)具卻具有高(gāo)剛性，讓其可(ke)應用于多主(zhǔ)軸機床或✌️者(zhě)是加工中心(xin)上。

第二點是(shì)，對加工效率(lü)的要求高，對(dui)于醫療器械(xiè)而💘言，最最看(kàn)🌐重的就是加(jiā)工效率，也就(jiu)是加工節拍(pai)，其✊要求在最(zuì)短的時間内(nèi)，能🔴夠更換刀(dāo)片。 MULTI-MASTER 變形金剛(gāng)可換刀頭系(xi)列，隻需要幾(jǐ)秒鍾就可換(huan)上不同的銑(xǐ)刀✉️頭。快換刀(dāo)頭的理念，對(dui)加工效率具(ju)有很好的保(bao)證。同🔞時也要(yao)求刀具的壽(shou)命要盡可能(neng)的穩定、盡可(ke)能的長。應盡(jin)可能采用高(gao)品質的刀具(jù)，兼🍓具塗層、刃(rèn)口、斷屑槽📞型(xing)、刀具結構形(xíng)式的☎️整體配(pei)合♌的。這樣，才(cái)能保證機床(chuang) 24 小時運轉，使(shǐ)得機床以非(fēi)常高的生産(chan)效率與市場(chǎng)🔞上其他的競(jìng)争對手進行(hang)競争，從而取(qǔ)得競争優勢(shi)！

第三，從工件(jiàn)本身來說，它(ta)自身便與其(qí)他機械零部(bu)件有着很大(dà)❗的區别。植入(rù)人體的醫療(liao)器械首先要(yào)🥰求表面光潔(jie)度非常好，精(jing)度非常高，不(bú)能有任何偏(piān)差，這就對刀(dāo)具的刀片結(jie)構、刀片的塗(tu)層都有及其(qí)嚴格的要求(qiu)。此外，對刀片(piàn)的重複定位(wei)精度也有嚴(yan)格的眼球，使(shi)其可以在保(bao)💃🏻證效率提高(gao)的同時不會(huì)忽視高質量(liang)！

完整的解決(jue)方案

ISCAR 深入分(fèn)析了醫學器(qì)械工業植入(rù)物的特點，爲(wèi)了提高這些(xiē)非常關鍵的(de)元件的加工(gōng)性， ISCAR 設計制作(zuò)了針對此行(háng)業的特制刀(dāo)具、刀片以及(ji)卷屑槽以☔加(jiā)工钛合金 Ti6Al4V 并(bing)獲取此領域(yù)所需的高精(jīng)度的公差值(zhí)。同時，爲了🤟配(pei)合此類零件(jian)制造商，降低(di)他們的成本(běn)，采用他們已(yǐ)有的生産設(she)備， ISCAR 也提供特(te)制定制刀具(ju)以滿足不同(tong)場合的應用(yong)。

ISCAR 特制的帶鋒(fēng)利切削刃的(de)整體硬質合(he)金立銑刀可(kě)用于凹型🏃‍♂️零(ling)件的加工并(bing)免除毛刺。這(zhe)些立銑刀能(néng)在半精加🐕工(gong)及精加工中(zhōng)，實現最大 0.01mm 餘(yu)量的抛光銑(xi)！同時還研發(fa)了應用于加(jiā)工钛合金❗及(ji)不鏽鋼的刀(dao)具 —— 基于超細(xi)晶粒基體進(jìn)行 PVD 塗層，實現(xiàn)了高切削速(su)度 + 高進給的(de)高速加工。其(qí)銑刀直徑小(xiao)，編程中可采(cǎi)用偏斜加工(gong)策略，其優點(dian)在于獲得刀(dāo)具外徑上的(de)切削速度，排(pái)屑流暢，切✔️削(xue)區域接觸面(miàn)積下，切削熱(re)更低！

同時研(yan)發部門還發(fa)現，車削應用(yòng)在醫學器械(xie)工業中，刀片(pian)牌号🈚抑或卷(juàn)屑槽等都需(xū)要進行改進(jin)。爲滿足用💜戶(hu)需🥰求，還專門(men)研制了高品(pǐn)質的磨制刀(dao)片，諸如 VCET 、 DCET 、 CCET 等，刀(dāo)片槽型爲 WF 。其(qí)先進生産技(ji)術保障了此(ci)類改進刀片(piàn)帶有抛光的(de)卷屑槽，以🚩實(shí)現半精加工(gōng)及精加工的(de)優越表面質(zhì)量🤩。在某些特(te)殊應🔞用中，還(hái)提供帶 MD 卷屑(xiè)槽的 VCGT 刀片，以(yi)獲取高表面(miàn)質量。

其 JET-CUT 系列(liè)切斷刀，刀片(pian)寬度 3mm 和 4mm ，刀具(jù)壽命長，加工(gōng)表面質量高(gāo)。這些研發創(chuang)新都源自其(qi)信念 —— 升級無(wú)極限，同時還(hai)已研制出基(ji)于 TANG-GRIP 系列的 HP 高(gao)壓冷卻系統(tong)刀具。

采用經(jīng)過實踐證明(míng)過的工藝及(ji)刀具和驗證(zheng)過的切削參(can)♌數可以更及(ji)時地面對市(shì)場推出的醫(yī)療器械零部(bù)件零部件加(jia)工。基于多年(nian)在醫療器械(xie)行業的經驗(yan)，還推出♉了醫(yi)療器械行🏃🏻業(ye)的刀具套盒(he)，配合專用機(ji)床，共同爲客(ke)戶提供完美(mei)的解決方案(an)！