醫(yī)療器械行業(yè)呈動態(tài)增長趨勢,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,這也成為刀具業(yè)增長的一大重要的渠道谭期。伊斯卡正是看到了這個巨大的發(fā)展前景,投入了大量的人力和物力吧凉,來研發(fā)醫(yī)療器械加工專用刀具隧出。伊斯卡在總部成立了專門的醫(yī)療器械研發(fā)部門,有7名專業(yè)的工程師從事方案的設(shè)計阀捅,他們有著豐富的經(jīng)驗(yàn)胀瞪,從事醫(yī)療器械加工刀具的研究都超過了12年。目前芳倒,用于醫(yī)療器械行業(yè)的刀具在伊斯卡刀具產(chǎn)品中的比重約為6%~7%领明,預(yù)計在今后2~3年,這個比重將會上升到10%~12%牌度。
難加工的鈦合金材料
90%的醫(yī)療器械植入部件由Ti6Al4V鈦合金制成禾样,源于輕質(zhì)驱香、高強(qiáng)度及高的生物相容性揖蜒,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(guān)節(jié)示奉、骨螺釘升诡、膝關(guān)節(jié)、接骨板皇铝、種植牙页函、脊椎連接元件的制作。
鈦合金具有加工硬化的特性锡胡。加工過程剪切角大庭四,產(chǎn)生的切屑薄,并在刀具上形成相對小的接觸區(qū)域绘雁。另外橡疼,加工過程中高的切削力,結(jié)合切屑流動時的摩擦力,將綜合導(dǎo)致刀具局部切削熱過高欣除。而鈦合金熱傳導(dǎo)性差住拭,令切削熱不能很快地傳導(dǎo)出去。于是历帚,大量的切削熱集中于切削刃及刀具表面滔岳。高的切削力,切削熱會綜合引起月牙洼的產(chǎn)生挽牢,并引起刀具的快速失效谱煤。
相對低的彈性模量,使得鈦合金相對于鋼彈性更佳禽拔。因此趴俘,應(yīng)避免切削力過大,以保障工件的反彈小奏赘。薄壁件在刀具壓力下有變形的趨勢寥闪,引起震顫、摩擦甚至公差問題钮药。解決問題的關(guān)鍵是保證整個系統(tǒng)的剛性椭梁,采用鋒利切削刃、正確的幾何形體的刀具是非常必要的尺果。另外捻奉,鈦合金具有在高溫下與切削刀具發(fā)生化學(xué)反應(yīng)合金化的趨勢,其切屑有焊接到刀具表面的趨勢捌秩。
可靠緊湊的機(jī)床夾具
醫(yī)療器械加工設(shè)備需要能加工由難加工材料(如鈦合金或不銹鋼)制成的九站、精度要求高的小而復(fù)雜的零件,像加工骨頭及關(guān)節(jié)的替代件就相當(dāng)復(fù)雜脓大。由于被加工材料的切削性能差屋骇,毛坯通常為棒料——這意味著大量金屬需要被去除。因此过桌,一部分零件被鑄造成接近成品的形狀殷彰,但這也增加了麻煩——需要制造復(fù)雜而昂貴的夾具。增加加工復(fù)雜性的另一因素是公差范圍窄诚摹。
醫(yī)療器械零部件工件材料哺肘、加工精度、表面光潔度等要求高渗稍,這就要求加工系統(tǒng)可靠性高佩迟。從而,也就對機(jī)床竿屹、夾具报强、刀具惫撰、CAM軟件等提出了極高的要求。工件通常在瑞士自動車床躺涝、多主軸機(jī)床和回轉(zhuǎn)工作臺等先進(jìn)的醫(yī)療器械加工設(shè)備上加工厨钻。這些機(jī)床的特點(diǎn)大都是尺寸非常小、結(jié)構(gòu)非常緊湊坚嗜。
醫(yī)療器械零部件加工的特點(diǎn)及其要求夯膀,無疑推動了加工技術(shù)以及解決方案的發(fā)展,以提高中小企業(yè)加工醫(yī)用器械的競爭力及生產(chǎn)效率苍蔬。
穩(wěn)定高效的刀具
一般來說诱建,醫(yī)療器械行業(yè)與其他機(jī)械加工行業(yè)有三點(diǎn)不同:
第一,對機(jī)床的要求比較高碟绑,像瑞士自動車床武骆、多主軸機(jī)床和回轉(zhuǎn)工作臺等先進(jìn)的醫(yī)療器械加工設(shè)備,與通忱U龋看的的加工中心及車床完全不同硝锨,他們的尺寸非常小、結(jié)構(gòu)非常緊湊卢圈。順應(yīng)這樣的要求储佣,刀具的結(jié)構(gòu)也需要有特殊的設(shè)計,要求刀具的尺寸也要很小借衅,同時還要保證刀具的剛性位蓉。像伊斯卡SWISSCUT系列專門針對凸輪式機(jī)床,減少了加工區(qū)域狹小易產(chǎn)生干涉的問題鹊属,可以很方便地從刀桿的兩側(cè)更換刀片冶媚,高精度的刀片和牢固的刀座設(shè)計保證了高的重復(fù)定位精度。MINCUT是伊斯卡最新研發(fā)的刀具危劫,既可用于車削彭旬,也可用于銑削,小規(guī)格刀具卻具有高剛性便锨,可應(yīng)用于多主軸機(jī)床或者是加工中心上围辙。
第二點(diǎn)是我碟,對加工效率要求高放案,對于醫(yī)療器械而言,最看重的就是加工效率矫俺,也就是加工節(jié)拍吱殉,要求在最短的時間內(nèi),能夠更換刀片厘托。伊斯卡的MULTI-MASTER變形金剛可換刀頭系列友雳,只需要幾秒鐘就可換上不同的銑刀頭稿湿。快換刀頭的理念押赊,對加工節(jié)拍具有很好的保證饺藤。此外,要求刀具的壽命要盡可能的穩(wěn)定流礁、盡可能的長涕俗。應(yīng)盡可能采用高品質(zhì)的刀具,兼具涂層神帅、刃口山堵、斷屑槽型、刀具結(jié)構(gòu)形式的整體配合的几菲。這樣硅决,才能保證機(jī)床24小時運(yùn)轉(zhuǎn),才能以非常高的生產(chǎn)效率與市場上其他的競爭對手進(jìn)行競爭杉唇,從而取得競爭優(yōu)勢拂是。
第三,從工件本身來說辟侠,與其他機(jī)械零部件有著很大的區(qū)別责祥。植入人體的醫(yī)療器械首先要求表面光潔度非常好,精度非常高旱樊,不能有任何偏差壳坞,這就需要刀具從刀片結(jié)構(gòu)的設(shè)計到刀片涂層的設(shè)計都要滿足很高的加工要求。此外述茂,還包括刀片的重復(fù)定位精度搂瓣,在保證效率提高的同時不能忽視高質(zhì)量的要求。
完整的解決方案
伊斯卡深入分析了醫(yī)學(xué)器械工業(yè)植入物的特點(diǎn)雇寇,以提高這些非常關(guān)鍵的元件的加工性氢拥。因此,伊斯卡也設(shè)計制作特制刀具锨侯、刀片以及卷屑槽以加工鈦合金Ti6Al4V并獲取此特別領(lǐng)域所需的高精度的公差值嫩海。為配合此類零件制造商采用他們已有的生產(chǎn)設(shè)備,伊斯卡也提供特制刀具以滿足不同應(yīng)用囚痴。
伊斯卡研制的帶鋒利切削刃的整體硬質(zhì)合金立銑刀可用于凹型零件的加工并免除毛刺叁怪。這些立銑刀能在半精加工及精加工中,實(shí)現(xiàn)最大0.01mm余量的拋光銑深滚。我們也研發(fā)同時應(yīng)用于加工鈦合金及不銹鋼的刀具——基于超細(xì)晶赁忍罚基體進(jìn)行PVD涂層,實(shí)現(xiàn)了高切削速度+高進(jìn)給的高速加工痴荐。銑刀直徑小血柳,編程中可采用偏斜加工策略官册,其優(yōu)點(diǎn)是可獲得刀具外徑上的切削速度,排屑流暢难捌,切削區(qū)域接觸面積下膝宁,切削熱更低。
伊斯卡的研發(fā)部門發(fā)現(xiàn)垮允,車削應(yīng)用在醫(yī)學(xué)器械工業(yè)中嚎区,刀片牌號抑或卷屑槽都需要改進(jìn)。為滿足用戶需求疚都,伊斯卡研制了高品質(zhì)的磨制刀片蝶桑,諸如VCET、DCET哥笤、CCET等窄切,刀片槽型為WF。伊斯卡的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)保障了此類改進(jìn)刀片帶有拋光的卷屑槽协悼,以實(shí)現(xiàn)半精加工及精加工的出色表面質(zhì)量炫胡。在某些特殊應(yīng)用中,伊斯卡可提供帶MD卷屑槽的VCGT刀片残昔,以獲取高表面質(zhì)量狗城。伊斯卡的JET-CUT系列切斷刀,刀片寬度3mm和4mm物即,加工表面質(zhì)量高蚊楞,刀具壽命長。源于伊斯卡的信念——升級無極限寿烟,伊斯卡已研制出基于TANG-GRIP系列的HP高壓冷卻系統(tǒng)刀具澈驼。
采用經(jīng)過實(shí)踐證明過的工藝及刀具和驗(yàn)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∩肝洌基于多年在醫(yī)療器械行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)缝其,伊斯卡還推出了醫(yī)療器械行業(yè)的刀具套盒,配合DMG機(jī)床徘六,共同為客戶提供交鑰匙工程内边。
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