在新(xīn)的世界经济一體(tǐ)化浪潮中,全球制造业加快向我國(guó)大陆地區(qū)搬运已是大势所趋,我國(guó)也将逐渐发展成為(wèi)世界级的制造业基地。
“全球通用(yòng)机械、轿車(chē)、航空航天、能(néng)源、医疗、轨道交通、模具机床等职业都离不开刀(dāo)具装备。”从往后发展趋势来看,全球刀(dāo)具商(shāng)场未来5年估计年增長(cháng)3%~5%,按这样的增長(cháng)速度,我们依然稳居世界第一把交椅。从國(guó)内刀(dāo)具的供给来看,國(guó)产刀(dāo)具占据干流位置,达65%。
医疗器械职业呈动态增長(cháng)趋势,医疗器械制造商(shāng)们也在继续寻找更佳的数控加工中心車(chē)削及刀(dāo)具以进步其竞争优势,这也成為(wèi)刀(dāo)具业增長(cháng)的一大重要的渠道。
一、医疗器械职业对专业的精细刀(dāo)具提出了新(xīn)要求
难加工的资料、杂乱的工件形状以及频频的小(xiǎo)批量出产对用(yòng)于加工专业医疗器械的刀(dāo)具提出了很(hěn)高的要求。如移植产品和假肢,在成功的外科(kē)手术中起着十分(fēn)重要的作用(yòng),可(kě)帮助外科(kē)医生完成最佳的医疗作用(yòng)。加工医疗器械的加工中心刀(dāo)具在很(hěn)大程度上决议着医疗器械的质量。
加工中心在医疗器械制造中的用(yòng)处是多(duō)样广泛的,能(néng)够加工大型设备(如電(diàn)脑X線(xiàn)断层摄影机)外壳类较简单的工件,而对于移植产品或用(yòng)于修正颅盖骨或医治骨折的工件出产则更赋有(yǒu)应战性。
1.精细——最基本的要求
微米规模内的公役在医疗职业很(hěn)常见,挑选正确的刀(dāo)具需求敏锐的洞察力和丰厚的经验。一方面,即使钻削小(xiǎo)孔也需求运用(yòng)润滑剂减小(xiǎo)冲突,牢靠地散热和处理(lǐ)刀(dāo)刃处的细铁屑;另一方面,在出产顶级医疗器械时(无毛刺)时需求运用(yòng)锋利且工作平稳的切削刀(dāo)具以获得高质量的外表。常用(yòng)切削东西是高速钢钻头或全體(tǐ)硬质合金钻头。
例如,巨高精机两線(xiàn)一硬加工中心 VL-850H进行加工,该系列产品加工中心孔的规范尺度為(wèi)0.05~46mm,内冷式钻头的直径可(kě)达0.75mm。
2.铣削和钻孔——牙齿修正
作為(wèi)一项规范,巨高机床产品数控系列全體(tǐ)硬质合金刀(dāo)具的直径规模為(wèi)0.3~20mm。巨高精机出产工厂位于东莞,是医疗职业的知名供给商(shāng)。其卧式加工中心和左门加工中心主要用(yòng)于加工钛合金,等产品。
3.定制复合刀(dāo)具计划节省时刻和金钱
与从事其他(tā)职业的公司相同,从事医疗职业的公司也面临着日益增長(cháng)的本钱压力。一个公司要想立足于竞争剧烈的國(guó)际化大舞台,就必须以低本钱出产出高质量的产品。对于移植产品(一般由高合金钢、钛或钛合金制成)而言,特别的资料以及杂乱的工件几许形状对产品的精确性提出了很(hěn)大的应战。
针对某些加工,曾经或许需求三把规范刀(dāo)具,但现在只需求一把复合刀(dāo)具,以一道工序替代以往的三道工序,然后节省了时刻和本钱。
比方,加工1500个工件,每一工件节省2分(fēn)钟,就能(néng)够节省50小(xiǎo)时的机器工时。这种复合刀(dāo)具计划的缺陷是并不在通用(yòng)刀(dāo)具样本中表现。而巨高公司提出的“JAOexpress”定制非标刀(dāo)具的服務(wù),则与惯例的非标服務(wù)不同,其交货期可(kě)从以往的6-8周削减到14天。该服務(wù)以一个特别的软件程序為(wèi)基础,当用(yòng)户连接到英特网并输入了一切信息(如使用(yòng)信息或机床类型)后,體(tǐ)系便会输出一个包含需求参数的订单记载。公司在收到订单之后,能(néng)够在最短的时刻内开始出产所需的非标刀(dāo)具。
二、医疗器械产品加工难点剖析
1.难加工的钛合金资料
90%的医疗器械植入部件由Ti6Al-4V钛合金制成,源于轻质、高强度及高的生物(wù)相容性,钛合金6AL-4V成為(wèi)医用(yòng)植入器械的最常用(yòng)的资料。钛合金6AL-4V一般用(yòng)于髋关节、骨螺钉、膝关节、接骨板、栽培牙、脊椎连接元件的制造。钛合金具有(yǒu)加工硬化的特性。加工进程剪切角大,产生的切屑薄,并在刀(dāo)具上构成相对小(xiǎo)的触摸區(qū)域。另外,加工进程中高的切削力,结合切屑流动时的冲突力,将归纳导致刀(dāo)具部分(fēn)切削热过高。而钛合金热传导性差,令切削热不能(néng)很(hěn)快地传导出去。所以,很(hěn)多(duō)的切削热集中于切削刃及刀(dāo)具外表。高的切削力,切削热会归纳引起月牙洼的产生,并引起刀(dāo)具的快速失效。
相对低的弹性模量,使得钛合金相对于钢弹性更佳。因而,应避免切削力过大,以确保工件的反弹小(xiǎo)。薄壁件在刀(dāo)具压力下有(yǒu)变形的趋势,引起震颤、冲突乃至公役问题。解决问题的关键是确保整个體(tǐ)系的刚性,选用(yòng)锋利切削刃、正确的几许形體(tǐ)的刀(dāo)具是十分(fēn)必要的。另外,钛合金具有(yǒu)在高温下与切削刀(dāo)具发生化學(xué)反应合金化的趋势,其切屑有(yǒu)焊接到刀(dāo)具外表的趋势。
2.牢靠紧凑的机床夹具
医疗器械加工设备需求能(néng)加工由难加工资料(如钛合金或不锈钢)制成的、精度要求高的小(xiǎo)而杂乱的零件,像加工骨头及关节的替代件就相当杂乱。由于被加工资料的切削性能(néng)差,毛坯一般為(wèi)棒料——这意味着很(hěn)多(duō)金属需求被去除。因而,一部分(fēn)零件被铸造成接近成品的形状,但这也添加了麻烦——需求制造杂乱而贵重的夹具。添加加工杂乱性的另一要素是公役规模窄。
医疗器械零部件工件资料、加工精度、外表光洁度等要求高,这就要求加工體(tǐ)系牢靠性高。然后,也就对机床、夹具、刀(dāo)具、CAM软件等提出了极高的要求。工件一般在主动車(chē)床、多(duō)主轴机床和反转工作台等先进的医疗器械加工设备上加工。这些机床的特色大都是尺度十分(fēn)小(xiǎo)、结构十分(fēn)紧凑。
医疗器械零部件加工的特色及其要求,无疑推动了加工技术以及解决计划的发展,以进步中小(xiǎo)企业加工医用(yòng)器械的竞争力及出产功率。
3.安稳高效的刀(dāo)具
一般来说,医疗器械职业与其他(tā)机械加工职业有(yǒu)三点不同:
第一,对机床的要求比较高。像主动車(chē)床、多(duō)主轴机床和反转工作台等先进的医疗器械加工设备,与一般看的的加工中心及車(chē)床彻底不同,他(tā)们的尺度十分(fēn)小(xiǎo)、结构十分(fēn)紧凑。顺应这样的要求,刀(dāo)具的结构也需求有(yǒu)特别的规划,要求刀(dāo)具的尺度也要很(hěn)小(xiǎo),一起还要确保刀(dāo)具的刚性。像巨高精机龙门系列专门针对凸轮式机床,削减了加工區(qū)域狭小(xiǎo)易产生干与的问题,能(néng)够很(hěn)方便地从刀(dāo)杆的两侧更换刀(dāo)片,高精度的刀(dāo)片和牢固的刀(dāo)座规划确保了高的重复定位精度。最新(xīn)研发的刀(dāo)具,既可(kě)用(yòng)于車(chē)削,也可(kě)用(yòng)于铣削,小(xiǎo)标准刀(dāo)具却具有(yǒu)高刚性,可(kě)使用(yòng)于多(duō)主轴机床或者是加工中心上。
第二,对加工功率要求高。对于医疗器械而言,最垂青的就是加工功率,也就是加工节拍,要求在最短的时刻内,能(néng)够更换刀(dāo)片。巨高立式加工中心机床可(kě)换刀(dāo)头系列,只需求几秒(miǎo)钟就可(kě)换上不同的铣刀(dāo)头。快换刀(dāo)头的理(lǐ)念,对加工节拍具有(yǒu)很(hěn)好的确保。此外,要求刀(dāo)具的寿命要尽或许的安稳、尽或许的長(cháng)。应尽或许选用(yòng)高品质的刀(dāo)具,兼具涂层、刃口、断屑槽型、刀(dāo)具结构方式的全體(tǐ)合作的。这样,才能(néng)确保机床24小(xiǎo)时工作,才能(néng)以十分(fēn)高的出产功率与商(shāng)场上其他(tā)的竞争对手进行竞争,然后获得竞争优势。
第三,从工件自身来说,与其他(tā)机械零部件有(yǒu)着很(hěn)大的差异。植入人體(tǐ)的医疗器械首先要求外表光洁度十分(fēn)好,精度十分(fēn)高,不能(néng)有(yǒu)任何误差,这就需求刀(dāo)具从刀(dāo)片结构的规划到刀(dāo)片涂层的规划都要满意很(hěn)高的加工要求。此外,还包括刀(dāo)片的重复定位精度,在确保功率进步的一起不能(néng)忽视高质量的要求。
4.完好的解决计划
伊斯卡深入剖析了医學(xué)器械工业植入物(wù)的特色,以进步这些十分(fēn)关键的元件的加工性。因而,巨高也规划制造特制刀(dāo)具、刀(dāo)片以及卷屑槽以加工钛合金Ti6Al4V并获取此特别范畴所需的高精度的公役值。為(wèi)合作此类零件制造商(shāng)选用(yòng)他(tā)们已有(yǒu)的出产设备,巨高也供给特制刀(dāo)具以满意不同使用(yòng)。
巨高研发的带锋利切削刃的全體(tǐ)硬质合金立铣刀(dāo)可(kě)用(yòng)于凹型零件的加工并免除毛刺。这些立铣刀(dāo)能(néng)在半精加工及精加工中,完成最大0.01mm余量的抛光铣。我们也研发一起使用(yòng)于加工钛合金及不锈钢的刀(dāo)具——根据超细晶粒基體(tǐ)进行PVD涂层,完成了高切削速度+高进给的高速加工。铣刀(dāo)直径小(xiǎo),编程中可(kě)选用(yòng)偏斜加工策略,其优点是可(kě)获得刀(dāo)具外径上的切削速度,排屑流畅,切削區(qū)域触摸面积下,切削热更低。
巨高的研发部门发现,車(chē)削使用(yòng)在医學(xué)器械工业中,刀(dāo)片商(shāng)标抑或卷屑槽都需求改善。為(wèi)满意用(yòng)户需求,巨高研发了高品质的磨制刀(dāo)片,刀(dāo)片宽度3mm和4mm,加工外表质量高,刀(dāo)具寿命長(cháng)。源于巨高的信念——晋级无极限,巨高已研发出根据TANG-GRIP系列的HP高压冷却體(tǐ)系刀(dāo)具。
选用(yòng)经过实践证明过的工艺及刀(dāo)具和验证过的切削参数能(néng)够更及时地面临商(shāng)场推出的医疗器械零部件零部件加工。根据多(duō)年在医疗器械职业的经验,巨高还推出了医疗器械职业的刀(dāo)具套盒,合作DMG机床,共同為(wèi)客户供给交钥匙工程。
巨高正是看到了医疗机械这个巨大的发展前景,投入了很(hěn)多(duō)的人力和物(wù)力,来研发医疗器械加工专用(yòng)刀(dāo)具。巨高在总部成立了专门的医疗器械研发部门,有(yǒu)7名专业的工程师从事计划的规划,他(tā)们有(yǒu)着丰厚的经验,从事医疗器械加工刀(dāo)具的研究都超过了12年。
目前,用(yòng)于医疗器械职业的刀(dāo)具在伊斯卡刀(dāo)具产品中的比重约為(wèi)6%~7%,估计在往后2~3年,这个比重将会上升到10%~12%。