醫(yī)療器械行業(yè)呈動態(tài)增長趨勢曙求,醫(yī)療器械制造商們也在持續(xù)尋覓更佳的車削中心及刀具以提升其競爭優(yōu)勢种洛,這也成為刀具業(yè)增長的一大重要的渠道国瓮。伊斯卡正是看到了這個巨大的發(fā)展前景仿荆,投入了大量的人力和物力宠璧,來研發(fā)醫(yī)療器械加工專用刀具。伊斯卡在總部成立了專門的醫(yī)療器械研發(fā)部門超棚,有7名專業(yè)的工程師從事方案的設計,他們有著豐富的經驗,從事醫(yī)療器械加工刀具的研究都超過了12年应惠。目前伐蔚,用于醫(yī)療器械行業(yè)的刀具在伊斯卡刀具產品中的比重約為6%~7%,預計在今后2~3年天尤,這個比重將會上升到10%~12%谁意。
難加工的鈦合金材料
90%的醫(yī)療器械植入部件由Ti6Al4V鈦合金制成,源于輕質擦钾、高強度及高的生物相容性料潘,鈦合金6AL-4V成為醫(yī)用植入器械的最常用的材料。鈦合金6AL-4V通常用于髖關節(jié)悍赢、骨螺釘决瞳、膝關節(jié)、接骨板左权、種植牙皮胡、脊椎連接元件的制作。
鈦合金具有加工硬化的特性赏迟。加工過程剪切角大屡贺,產生的切屑薄,并在刀具上形成相對小的接觸區(qū)域锌杀。另外甩栈,加工過程中高的切削力,結合切屑流動時的摩擦力抛丽,將綜合導致刀具局部切削熱過高谤职。而鈦合金熱傳導性差,令切削熱不能很快地傳導出去亿鲜。于是允蜈,大量的切削熱集中于切削刃及刀具表面。高的切削力竹肚,切削熱會綜合引起月牙洼的產生帆田,并引起刀具的快速失效。
相對低的彈性模量勾勃,使得鈦合金相對于鋼彈性更佳般蚪。因此,應避免切削力過大区糟,以保障工件的反彈小恶稼。薄壁件在刀具壓力下有變形的趨勢,引起震顫潮兼、摩擦甚至公差問題沪蜕。解決問題的關鍵是保證整個系統(tǒng)的剛性杠捂,采用鋒利切削刃、正確的幾何形體的刀具是非常必要的泞首。另外赋芥,鈦合金具有在高溫下與切削刀具發(fā)生化學反應合金化的趨勢,其切屑有焊接到刀具表面的趨勢掖饲。
可靠緊湊的機床夾具
醫(yī)療器械加工設備需要能加工由難加工材料(如鈦合金或不銹鋼)制成的一膨、精度要求高的小而復雜的零件,像加工骨頭及關節(jié)的替代件就相當復雜洒沦。由于被加工材料的切削性能差豹绪,毛坯通常為棒料——這意味著大量金屬需要被去除。因此微谓,一部分零件被鑄造成接近成品的形狀森篷,但這也增加了麻煩——需要制造復雜而昂貴的夾具。增加加工復雜性的另一因素是公差范圍窄豺型。
醫(yī)療器械零部件工件材料仲智、加工精度、表面光潔度等要求高姻氨,這就要求加工系統(tǒng)可靠性高钓辆。從而,也就對機床肴焊、夾具前联、刀具、CAM軟件等提出了極高的要求娶眷。工件通常在瑞士自動車床橱孽、多主軸機床和回轉工作臺等先進的醫(yī)療器械加工設備上加工。這些機床的特點大都是尺寸非常小逝声、結構非常緊湊愁豆。
醫(yī)療器械零部件加工的特點及其要求,無疑推動了加工技術以及解決方案的發(fā)展呀胁,以提高中小企業(yè)加工醫(yī)用器械的競爭力及生產效率招狈。
穩(wěn)定高效的刀具
一般來說,醫(yī)療器械行業(yè)與其他機械加工行業(yè)有三點不同:
第一殖吧,對機床的要求比較高类棍,像瑞士自動車床、多主軸機床和回轉工作臺等先進的醫(yī)療器械加工設備牧返,與通潮っ裕看的的加工中心及車床完全不同,他們的尺寸非常小弥铸、結構非常緊湊骇幽。順應這樣的要求揣誓,刀具的結構也需要有特殊的設計,要求刀具的尺寸也要很小巾陕,同時還要保證刀具的剛性。像伊斯卡SWISSCUT系列專門針對凸輪式機床纪他,減少了加工區(qū)域狹小易產生干涉的問題鄙煤,可以很方便地從刀桿的兩側更換刀片,高精度的刀片和牢固的刀座設計保證了高的重復定位精度茶袒。MINCUT是伊斯卡最新研發(fā)的刀具梯刚,既可用于車削,也可用于銑削薪寓,小規(guī)格刀具卻具有高剛性亡资,可應用于多主軸機床或者是加工中心上。
第二點是向叉,對加工效率要求高锥腻,對于醫(yī)療器械而言,最看重的就是加工效率母谎,也就是加工節(jié)拍瘦黑,要求在最短的時間內,能夠更換刀片奇唤。伊斯卡的MULTI-MASTER變形金剛可換刀頭系列趾倾,只需要幾秒鐘就可換上不同的銑刀頭〕∨悖快換刀頭的理念绑功,對加工節(jié)拍具有很好的保證。此外干蒸,要求刀具的壽命要盡可能的穩(wěn)定窥书、盡可能的長。應盡可能采用高品質的刀具叙杨,兼具涂層原酷、刃口、斷屑槽型疙鸟、刀具結構形式的整體配合的蔼俐。這樣,才能保證機床24小時運轉树戴,才能以非常高的生產效率與市場上其他的競爭對手進行競爭币席,從而取得競爭優(yōu)勢。
第三万栅,從工件本身來說佑钾,與其他機械零部件有著很大的區(qū)別西疤。植入人體的醫(yī)療器械首先要求表面光潔度非常好,精度非常高休溶,不能有任何偏差代赁,這就需要刀具從刀片結構的設計到刀片涂層的設計都要滿足很高的加工要求。此外兽掰,還包括刀片的重復定位精度芭碍,在保證效率提高的同時不能忽視高質量的要求。
完整的解決方案
伊斯卡深入分析了醫(yī)學器械工業(yè)植入物的特點孽尽,以提高這些非常關鍵的元件的加工性窖壕。因此,伊斯卡也設計制作特制刀具杉女、刀片以及卷屑槽以加工鈦合金Ti6Al4V并獲取此特別領域所需的高精度的公差值瞻讽。為配合此類零件制造商采用他們已有的生產設備,伊斯卡也提供特制刀具以滿足不同應用熏挎。
伊斯卡研制的帶鋒利切削刃的整體硬質合金立銑刀可用于凹型零件的加工并免除毛刺速勇。這些立銑刀能在半精加工及精加工中,實現(xiàn)最大0.01mm余量的拋光銑障昆。我們也研發(fā)同時應用于加工鈦合金及不銹鋼的刀具——基于超細晶撂挚剑基體進行PVD涂層,實現(xiàn)了高切削速度+高進給的高速加工处鲜。銑刀直徑小依粮,編程中可采用偏斜加工策略,其優(yōu)點是可獲得刀具外徑上的切削速度恳岔,排屑流暢党令,切削區(qū)域接觸面積下,切削熱更低谋粱。
伊斯卡的研發(fā)部門發(fā)現(xiàn)猖等,車削應用在醫(yī)學器械工業(yè)中,刀片牌號抑或卷屑槽都需要改進计鹦。為滿足用戶需求谎秃,伊斯卡研制了高品質的磨制刀片,諸如VCET灶鹦、DCET弱瞄、CCET等,刀片槽型為WF把曼。伊斯卡的先進生產技術保障了此類改進刀片帶有拋光的卷屑槽杨帽,以實現(xiàn)半精加工及精加工的出色表面質量。在某些特殊應用中,伊斯卡可提供帶MD卷屑槽的VCGT刀片注盈,以獲取高表面質量晃危。伊斯卡的JET-CUT系列切斷刀,刀片寬度3mm和4mm老客,加工表面質量高僚饭,刀具壽命長。源于伊斯卡的信念——升級無極限胧砰,伊斯卡已研制出基于TANG-GRIP系列的HP高壓冷卻系統(tǒng)刀具浪慌。
采用經過實踐證明過的工藝及刀具和驗證過的切削參數(shù)可以更及時地面對市場推出的醫(yī)療器械零部件零部件加工∑釉颍基于多年在醫(yī)療器械行業(yè)的經驗,伊斯卡還推出了醫(yī)療器械行業(yè)的刀具套盒钓简,配合DMG機床乌妒,共同為客戶提供交鑰匙工程。
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