ANCA--人造膝蓋——矯形植入體磨削
我應(yīng)該磨削膝蓋和髖部植入體嗎仑萧?
2008-2009 年全球金融危機(jī)對世界眾多工具和刀具制造商造成了不良影響捶箱,其中有些減產(chǎn)50-80%塞补。經(jīng)濟(jì)衰退過后,許多公司開始著眼于多樣化戰(zhàn)略谴童,以便更好地應(yīng)對不穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)狀況辖京。多元化戰(zhàn)略將在高成長市場獲取高額回報(bào)的投資機(jī)會與堅(jiān)實(shí)的“抗衰退”經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)完美地聯(lián)系起來帝匙。
故此,醫(yī)用矯形植入體磨削領(lǐng)域已成為CNC工具切削業(yè)務(wù)現(xiàn)有和新進(jìn)參與者的一項(xiàng)有吸引力的多元化戰(zhàn)略克干。關(guān)節(jié)重建手術(shù)基本由膝蓋反狞、髖部和肩部重建術(shù)主宰,這些全都涉及到矯形植入體以及制造過程中普遍需要磨削的相關(guān)器械讽噪。
該領(lǐng)域的成長和科技進(jìn)步正為磨削車間進(jìn)入一個(gè)有利可圖的市場打開機(jī)遇之門跳清,該市場歷來就處于強(qiáng)勁增長且預(yù)料還會增長的態(tài)勢中。投資到正確的技術(shù)上渠吮,對在這個(gè)發(fā)展中的市場上保持競爭力至關(guān)重要垄减。正確的機(jī)床配以行業(yè)領(lǐng)先的CAD/CAM軟件,提供了有效響應(yīng)其市場需求的手段稻猜。
膝蓋植入體、骨銼等矯形應(yīng)用的常規(guī)磨削程序堡扣,通常采用西門子PLM NX等CAD/CAM包來產(chǎn)生币绩。機(jī)器NC程序一般采用針對具體機(jī)器對象的NC后處理器來生成形帮,再用來制造零件。后處理器構(gòu)成CAD/CAM軟件與機(jī)器間一體化的組成部分。因此喇伯,重要的是確保這種一體化能在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)最大的靈活性香罐。
磨削醫(yī)用植入體的矯形級合金時(shí)滿足幾何形狀和表面精加工要求牛欢,可能顯得頗具挑戰(zhàn)性。理想情形下惹恃,CAD/CAM軟件與機(jī)器間的一體化應(yīng)當(dāng)考慮磨CAD/CAM軟件與機(jī)器間的一體化應(yīng)當(dāng)慮及磨輪常規(guī)修整程序的編程簡便性和靈活性夭谤,以及選取各種粗磨、精磨輪幾何形狀的自由度巫糙。CAD/CAM系統(tǒng)與機(jī)器的任???之間應(yīng)當(dāng)存在明確差別朗儒,以免磨削工藝的變化要求CAD模型重新生成NC程序時(shí)出現(xiàn)低效率。
2008年参淹,估計(jì)全球矯形術(shù)市場價(jià)值約370億美元[1]醉锄,其中122億美元[2]由關(guān)節(jié)重建部門(即人造植入體)貢獻(xiàn)。膝蓋和髖部重建基本主宰著關(guān)節(jié)重建部門浙值,所以對CNC磨床意義最大恳不,因?yàn)檫@些關(guān)節(jié)以及以及骨銼/鉆等相關(guān)器械往往是在CNC磨床上制造。
2000年代初以來构鸭,髖和膝關(guān)節(jié)成形術(shù)全面實(shí)現(xiàn)了收入的兩位數(shù)持續(xù)增長麸河,未來幾年,全球關(guān)節(jié)重建市場有望以每年9%以上2的速度增長旬性。雖然不算增長最快的矯形市場部門评贫,但對膝蓋和髖部置換術(shù)的需求在世界各地都是最高的[3]。
用于髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)的股骨銼
由于社會變化和人口變化的發(fā)展趨勢,這種市場的增長的確是有保證的枕调。除了對這些醫(yī)療處理有更高要求的老齡化人口外登徐,發(fā)展中國家也推動了其成長,比如印度和中國就占全球總?cè)丝诘?7%堪锌。為突出這一增長潛力哟笨,不妨考慮一下,美國和歐洲是目前最大的市場消費(fèi)國肺疾,兩者占消費(fèi)量的80%左右(美國50%母逸,歐洲30%)[4],而人口卻僅及全球的17%届慈。2008年徒溪,膝蓋和髖部這一塊在美國境外實(shí)現(xiàn)了17%以上的收入增長,則比美國境內(nèi)該增長量高出一倍多[5]金顿。
過去十年臊泌,關(guān)節(jié)重建部門取得了重大科技進(jìn)步。一股源于這些進(jìn)步的新潮流揍拆,特別是在膝關(guān)節(jié)成形術(shù)領(lǐng)域渠概,當(dāng)屬病人專屬植入體的發(fā)展。現(xiàn)在嫂拴,采用三維掃描儀和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)雕刻技術(shù)可以設(shè)計(jì)制造病人專屬植入體播揪,比起僅僅幾年前,不僅效率提高了筒狠,費(fèi)用也降低了猪狈。相比目前采用的一般由范圍有限的幾何形狀組成的已停售植入體,這種矯形植入體辦法具有顯而易見的好處辩恼。
我為什么應(yīng)當(dāng)用CNC工具磨床來磨削矯形植入體罪裹?
矯形術(shù)植入體市場的演變和成長為新產(chǎn)品和新制造工藝注入了創(chuàng)新動力。隨著市場朝性別及病人專屬植入體方向發(fā)展迄咸,制造商必須確保自己采用能得到的性價(jià)比最高茶踪、最可行的制造工藝。每年的膝蓋置換術(shù)成千上萬并不斷增多屿钥,再結(jié)合取代已淘汰制造技術(shù)的需要教叽,不難看出市場需求正如何創(chuàng)造出新的機(jī)遇。
過去八年間坎市,手工加工矯形植入體已逐漸被CNC磨削所取代嘶忘。CAD/CAM后處理領(lǐng)域的軟件開發(fā)正帶來生產(chǎn)率的大幅提高,導(dǎo)致近年來CNC磨削的新解決方案進(jìn)入市場盹馅。這縮短了制造交付周期躁银,使病人專屬植入體成為一項(xiàng)有前途的業(yè)務(wù)愿航,具有定制植入體應(yīng)有的連帶利潤率。
5軸CNC工具磨床與CAD/CAM軟件間的一體化為矯形植入體市場提出的挑戰(zhàn)提供了一種高效解決方案蔑辽。靈活性身音、高的生產(chǎn)效率、自動化以及與領(lǐng)先CAD/CAM系統(tǒng)的一體化是調(diào)研潛在解決方案時(shí)要鑒別的關(guān)鍵能力触尚。
ANCA刀具磨床為什么是制造膝蓋和髖部植入體以及矯形骨銼和擴(kuò)孔鉆的最佳選擇叔收?
CNC工具磨削的行業(yè)龍頭ANCA,為切削工具業(yè)提供磨削解決方案已逾四分之一世紀(jì)傲隶,并從此樹立了交付定制化磨削解決方案的良好聲譽(yù)饺律。過去數(shù)年間,ANCA與矯形植入體領(lǐng)域及其它行業(yè)的全球龍頭廠家合作跺株,開發(fā)出一種解決方案复濒,磨削來自西門子PLM NX CAD/CAM軟件的CAD設(shè)計(jì)零件。
用膝蓋植入體的CAD模型乒省,在西門子PLX NX軟件中定義磨削路徑
ANCA矯形植入體磨削解決方案帶來了超越現(xiàn)有系統(tǒng)的關(guān)鍵競爭優(yōu)勢巧颈。通過明確規(guī)定西門子NX與ANCA Toolroom軟件的核心職責(zé)分工,研制出了可在兩套系統(tǒng)間實(shí)現(xiàn)最佳結(jié)合的后處理器作儿。后處理器以一種普遍的方式產(chǎn)生磨削路徑信息,以便將所有與工藝相關(guān)的任務(wù)都委托給ANCA軟件馋劈。
磨削路徑的生成與制造工藝在邏輯上分開攻锰,自然帶來了若干優(yōu)勢。由CAD/CAM系統(tǒng)生成磨削路徑妓雾,只需要一次性生成娶吞。于是,在機(jī)器上用相同的生成數(shù)據(jù)屁坛,使用直徑不同的磨輪進(jìn)行粗磨肖糖、精磨和光刀磨削。砂輪修整與該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無縫結(jié)合宽缎,無需返回CAD/CAM系統(tǒng)睹蜈。ANCA CNC的3D-CRC(刀具半徑補(bǔ)償)特性自動計(jì)算修正的磨削路徑,調(diào)整新砂輪的直徑着雪。這使零件能以采用相同生成NC碼的傳統(tǒng)砂輪或超硬砂輪進(jìn)行磨削牲课。
這種辦法消除了工藝參數(shù)需要調(diào)整時(shí)由CAD/CAM軟件重新生成NC碼的必要性∠估可以直接在機(jī)器上對磨削路徑和砂輪進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償女灸。只有需要對零件的幾何形狀進(jìn)行更改時(shí),才要求重新生成NC碼蒜肥〉辏回避了再次訪問CAD模型的必要性蕉妇,生產(chǎn)工藝大為優(yōu)化。
更多好處包括采用ANCA的行業(yè)領(lǐng)先Toolroom成套軟件螺谅。ANCA的iGrind工具設(shè)計(jì)軟件使生成的NC碼可用于專用iGrind操作腹忽,做到所有工藝參數(shù)都能定義。這樣就能把CAD生成的操作與其它標(biāo)準(zhǔn)磨削操作混在一起算吩,在設(shè)計(jì)特殊零件時(shí)實(shí)現(xiàn)充分的靈活性留凭。如果需要,這種辦法還能做到經(jīng)一次性設(shè)置偎巢,在一臺機(jī)器上完成銑削和鉆孔操作蔼夜。
CAD生成的幾何形狀無縫融入ANCA的iGrind軟件,還意味著整個(gè)磨削工序压昼,包括任何附件操作求冷,都能用ANCA的行業(yè)領(lǐng)先Cim3D軟件進(jìn)行三維仿真。除離線幾何形狀校驗(yàn)外窍霞,還能檢測潛在碰撞匠题,計(jì)算循環(huán)時(shí)間的估算值。
ANCA TX7+配以ANCA的NX后處理器但金,帶來了矯形植入體磨削領(lǐng)域的關(guān)鍵競爭優(yōu)勢ANCA TX7+系 ANCA矯形植入體磨削的精選機(jī)型韭山。基于減震性能優(yōu)異的聚合物混凝土床身冷溃,TX7+ 具有全封閉腻危、良好的剛性、高精度碰素、大功率等特點(diǎn)雇法、以及各種自動化等選項(xiàng)以應(yīng)對最為苛刻的任務(wù)。TX7+特別配備了37KW(49馬力)媒邀、10000轉(zhuǎn)/分的磨頭主軸以及3000轉(zhuǎn)/分的頭架(工件主軸)一體式修整器嗜吉,另外還為帶速換HSK刀桿、剛性安裝的二級修整器做了準(zhǔn)備滴推。P-Axis選件提供CNC控制的移動支撐架熄自,包括穩(wěn)固的Arobotech或CNC力控尾架選件。TX7+有一個(gè)內(nèi)置雙砂輪組包交換器仪从,也可提供多達(dá)21組砂輪組的砂輪庫型砂輪組交換器選項(xiàng)诲有。另外還可提供白石條自動清理砂輪的裝置。
矯形植入體加工中自動化裝載/卸料的應(yīng)用一般得益于Fanuc裝載機(jī)械手的使用橘忿。除提供零件自動裝卸功能外药封,還可在機(jī)器進(jìn)行磨削的同時(shí),利用機(jī)械手在裝載機(jī)內(nèi)同時(shí)完成諸如拋光等二級任務(wù)侯选。
ANCA解決方案帶來了磨削各式各樣零件和切削工具的靈活性吠谢,確保最大限度的機(jī)器利用率和通用性土童。除矯形植入體及器械外,還可用同一臺機(jī)器制造標(biāo)準(zhǔn)切削工具工坊。在一個(gè)充滿競爭的市場上献汗,投資于正確的以領(lǐng)先軟件性能為實(shí)力的機(jī)床,是邁向成功的關(guān)鍵一步王污,矯形植入體及器械領(lǐng)域尤其如此罢吃。
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