關于CNC加(jia)工在醫療器械(xie)行業針對難加(jia)工材料的解決(jué)♈方案

近幾(jǐ)年來 CNC 加工中的(de)醫療器械行業(yè)呈動态增長趨(qu)勢，醫療器械⭐制(zhi)㊙️造商們也在持(chi)續尋覓更佳的(de)車削中心及良(liang)好刀🐅具，用以提(ti)升其🌈在行業中(zhong)的競争優勢，而(ér)這些都成爲刀(dāo)具業⛱️、機床業、夾(jia)具業👨‍❤️‍👨業務增長(zhǎng)的一大重要的(de)渠道。而 ISCAR 伊斯卡(kǎ)正是看到了這(zhe)個巨大的發展(zhǎn)前景，投入了大(dà)量🔞的人力和物(wu)力，來研發醫療(liáo)器械加工專用(yong)刀🏒具。爲🤩此其🥰特(te)意在以色列的(de)總部成立了一(yi)個專門的醫療(liáo)🌈器械行✔️業刀具(jù)研發部門，有 7 名(míng)專業的工程師(shi)專門從事解決(jue)方案的設計，他(ta)們都有着豐富(fu)的經驗，并且從(cóng)事醫療器械加(jiā)工刀具的研究(jiū)都超過了 12 年。截(jié)止到現在，其用(yòng)于醫療器械行(hang)業的刀具在公(gōng)司所有刀具産(chan)品中的比重約(yuē)爲 6% ～ 7% ，并預計在今(jin)後 2 ～ 3 年，這個比重(zhòng)将會上升至 10% ～ 12% 。

難(nán)加工的钛合金(jīn)材料

90% 的醫療器(qi)械植入部件由(you) Ti6Al4V 钛合金制成，源(yuan)于輕質、高強度(du)及高的生物相(xiàng)容性，因♊其這些(xie)特性，使得钛合(he)金 6AL-4V 成爲醫用植(zhi)入器械的最常(cháng)用的材料。钛合(hé)金 6AL-4V 通常用于髋(kuān)關節、骨螺釘、膝(xi)關節、接骨闆、種(zhong)植牙、脊椎連接(jiē)元🍓件等的制作(zuo)。

钛合金具有的(de)特性之一是加(jiā)工硬化。在加工(gong)過程剪⛷️切角大(dà)，産生的切屑薄(bao)，并會在刀具上(shang)形成相對小的(de)🏃🏻接觸區域。另外(wài)，加工過程中的(de)高切削力，同時(shi)結合切屑流動(dòng)時的摩🧑🏽‍🤝‍🧑🏻擦力，這(zhe)些因素㊙️都會導(dao)緻刀💰具局部切(qie)削熱過高💃🏻。而钛(tai)合金熱傳導性(xing)差，導緻産生的(de)熱量不能很好(hǎo)地傳🌂導出去。于(yú)是，大量的切削(xuē)熱集中于切削(xuē)刃及刀具表面(miàn)。高的切削力，切(qie)削熱會綜合引(yin)起月牙🌈窪的産(chan)生，同時還會引(yǐn)起刀具的💯快速(sù)失效。這些因素(sù)💚導緻的産品質(zhì)量不過關，以及(jí)刀具的高損耗(hào)，對于企業來說(shuō)都是一個不得(de)不考慮的問題(ti)。

钛合金相對于(yu)鋼彈性更佳是(shì)因其有相對低(dī)的彈性模量。因(yin)此，爲了保障工(gōng)件的反彈小，應(yīng)避免切削力過(guo)大。薄壁件在刀(dao)具壓力下通常(cháng)都會有變形的(de)♍趨勢，同時還會(hui)引起震顫、摩擦(ca)甚至公差等問(wèn)題。因此，解決這(zhe)些問題的✉️關鍵(jiàn)是保證整個系(xi)統的剛性，采用(yong)鋒利的切削刃(rèn)、正确的幾何形(xing)體的刀具是非(fēi)💃常的有必要的(de)！另外，钛合金具(jù)有在高溫下與(yǔ)切削刀具發生(shēng)化學反🏃‍♂️應合金(jīn)化的趨勢🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，其切(qiē)屑有焊接到刀(dao)具表面的趨勢(shì)。這些都是不得(de)不考慮的因素(su)！

可靠緊湊的機(jī)床夾具

醫療器(qi)械加工設備需(xu)要具備能加工(gōng)由難加工材🍉料(liào)⭐ ( 如钛合金或不(bú)鏽鋼 ) 制成的、精(jīng)度要求高的小(xiao)而複雜的零件(jian)，例如加工骨頭(tou)及關節🌈的替代(dai)件就相當複雜(zá)。由于被加工材(cái)料的切削性能(néng)差，因此通🔅常以(yǐ)棒料作爲毛坯(pī)料 —— 這就意味着(zhe)有大量的金屬(shu)需要被去除。也(ye)有一部分零件(jian)被鑄造成接近(jìn)成品的形狀，但(dan)這也增加了一(yī)些麻煩👉 —— 需要制(zhì)造複雜而昂貴(gui)的夾具。

增加加(jia)工複雜性的另(ling)一因素是公差(cha)範圍窄。

醫療器(qì)械零部件工件(jiàn)材料、加工精度(dù)、表面光潔度等(děng)要求非✏️常高，這(zhè)些都要求加工(gong)系統的可靠性(xìng)要高。因而，也對(duì)機床、夾具、刀具(jù)、 CAM 軟件等提出了(le)極高的要求。

工(gong)件通常在瑞士(shi)自動車床、多主(zhǔ)軸機床和回轉(zhuan)工作台⛷️等🈲國際(jì)先進的醫療器(qì)械加工設備上(shang)加工。這些機床(chuang)的特點大都是(shì)尺寸非常小、結(jie)構非常緊湊。

醫(yī)療器械零部件(jian)加工的特點及(jí)其要求，無疑推(tui)動了加工技術(shù)以及解決方案(an)的發展，以提高(gāo)中小企業加工(gong)醫用器㊙️械的🔞競(jìng)争力及生産效(xiao)率。

穩定高效的(de)刀具

一般來說(shuō)，醫療器械行業(yè)與其他機械加(jiā)工行業有三✂️點(diǎn)不同：

第一，對機(ji)床的要求相對(duì)較高，像瑞士自(zi)動車床、多主🌈軸(zhou)機💘床和回轉工(gōng)作台等先進的(de)醫療器械加工(gong)設備😍，與通常看(kan)💚到的加工🚩中心(xīn)及車床完全不(bú)同，他們的結構(gou)非常緊湊、尺寸(cùn)也非常小。爲了(le)配合這些要求(qiú)，刀具的結構也(yě)需要有特殊的(de)設計🌍，要求刀具(ju)的尺寸也要很(hěn)小，同時還要保(bao)證刀具的剛性(xìng)。像 SWISSCUT 系列專門針(zhēn)對凸輪式機床(chuang)的設計，就減少(shao)了加工區域狹(xiá)小易産生幹涉(she)的問題，讓其可(ke)以很方便地從(cong)刀杆的兩側更(gèng)換刀片，高精度(dù)的刀片和牢固(gu)的刀座設計保(bǎo)證了較高的重(zhong)複⛹🏻‍♀️定位精度。 MINCUT 是(shì) ISCRA 公司最新研發(fa)的刀具，既可用(yòng)于車削，也可用(yòng)于銑削，小規✨格(gé)刀🌐具卻具有高(gao)剛性，讓其可應(ying)用于多主軸機(jī)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻床或者是加工(gong)中心上。

第二點(dian)是，對加工效率(lü)的要求高，對于(yu)醫療器械而🔞言(yan)，最最🈲看重的就(jiu)是加工效率，也(ye)就是加工節拍(pāi)，其要求在最短(duan)的時間内，能夠(gou)更換刀片。 MULTI-MASTER 變形(xíng)金剛可換刀頭(tou)系列，隻需要幾(jǐ)秒鍾就可換上(shàng)不同的銑刀🐇頭(tou)。快換刀頭的理(lǐ)念，對加工效率(lü)具有很好🚶的保(bao)證。同💰時也❓要求(qiú)刀具的壽命要(yao)盡可能的穩定(ding)、盡可能的長。應(ying)盡可能采用高(gao)品質的刀具，兼(jiān)🍉具塗層、刃口、斷(duàn)屑槽型、刀具結(jie)構形式的🏃🏻整體(tǐ)配合的。這樣，才(cái)能保證機床 24 小(xiǎo)時運轉，使得機(ji)床以非常高的(de)生産效率與市(shi)場上其他的競(jing)♋争對手進行競(jing)争，從而取得競(jìng)争優勢！

第三，從(cóng)工件本身來說(shuō)，它自身便與其(qí)他機械零部件(jiàn)有着✏️很大的區(qu)别。植入人體的(de)醫療器械首先(xiān)要求表面光🥰潔(jie)度非常☀️好，精⛹🏻‍♀️度(du)非常高，不能有(you)任何偏差，這就(jiù)對刀具🐕的刀片(pian)結構、刀片的塗(tú)層都有及其嚴(yan)格的要求。此外(wai)，對刀片的重複(fu)定位精度也有(yǒu)嚴格的眼球，使(shi)🐪其可以在保🐪證(zhèng)效率提高的同(tong)時不會忽視高(gao)質量！

完整的解(jiě)決方案

ISCAR 深入分(fen)析了醫學器械(xie)工業植入物的(de)特點，爲了提高(gao)☎️這些非常關鍵(jian)的元件的加工(gong)性， ISCAR 設計制作了(le)針對此行業的(de)特制刀具、刀片(piàn)以及卷屑槽以(yi)加🧡工钛合金 Ti6Al4V 并(bing)獲取此領域所(suǒ)需的高精度的(de)公差值。同時，爲(wèi)了配⭐合✨此類零(líng)件制造商，降低(di)他們的成本，采(cai)用他們已有的(de)生産設備， ISCAR 也提(ti)供特制定制刀(dao)具以滿足不同(tóng)場合的應用。

ISCAR 特(tè)制的帶鋒利切(qiē)削刃的整體硬(yìng)質合金立銑刀(dao)可用于凹型零(ling)件的加工并免(miǎn)除毛刺。這些立(lì)銑刀能⭐在半精(jing)加工及💋精加工(gōng)中，實現最大 0.01mm 餘(yú)量的抛光銑！同(tong)時還研發了應(yīng)用于加工钛合(he)金及不鏽👨‍❤️‍👨鋼㊙️的(de)刀具 —— 基于超細(xì)晶粒基體進行(hang) PVD 塗層，實現了高(gāo)切削速度 + 高進(jìn)給的高速加工(gōng)。其銑刀直徑小(xiǎo)，編程中可采用(yòng)偏斜加工策略(lue)，其優點在于獲(huò)得刀具外徑上(shàng)的切削速度，排(pái)屑流暢，切削區(qu)域接觸面積下(xia)，切削熱更低！

同(tong)時研發部門還(hai)發現，車削應用(yong)在醫學器械工(gōng)業中，刀片牌👌号(hao)🥵抑或卷屑槽等(deng)都需要進行改(gai)進。爲滿足用🐅戶(hù)需求，還專門研(yán)制了高品質的(de)磨制刀片，諸如(rú) VCET 、 DCET 、 CCET 等，刀片槽型爲(wei) WF 。其先進生産技(ji)術保障了此類(lèi)改進刀片帶有(you)抛光的卷屑槽(cao)🔱，以✂️實現半精加(jia)工及精加工的(de)優越表面質量(liàng)。在某些特殊應(yīng)用中，還提供帶(dài) MD 卷屑槽的 VCGT 刀片(piàn)，以獲取高表面(mian)質量。

其 JET-CUT 系列切(qie)斷刀，刀片寬度(du) 3mm 和 4mm ，刀具壽命長(zhang)，加工表面質量(liàng)高。這些研發創(chuang)新都源自其信(xìn)念 —— 升級無極限(xiàn)，同時還已研制(zhì)出基于 TANG-GRIP 系列的(de) HP 高壓冷卻系統(tong)刀具。

采用經過(guo)實踐證明過的(de)工藝及刀具和(he)驗證過的㊙️切✨削(xuē)參數💔可以更及(ji)時地面對市場(chǎng)推出的醫療器(qì)械零部件零部(bù)件加工。基于多(duō)年在醫療器械(xie)行業的經驗♋，還(hai)推出了醫療器(qì)械行業的刀具(jù)套盒，配合專用(yòng)機床，共同爲客(ke)⭕戶提供完美的(de)解決方案！