Nazovite nas +86-18688639324
Pošaljite nam e-poštu wangxiang@wirecuttings.com

Osobine i poteškoće obrade dijelova medicinskih proizvoda

2021/06/04

Osobine i poteškoće obrade dijelova medicinskih proizvoda


2. Analiza poteškoća u obradi proizvoda medicinskih proizvoda

1. Teško je obraditi materijale od legure titana

90% komponenti implantata medicinskog uređaja izrađeno je od legure titana Ti6Al-4V. Zbog svoje male težine, visoke čvrstoće i visokebiokompatibilnost, legura titana 6AL-4V postala je najčešće korišteni materijal za medicinske implantate. Titanova legura 6AL-4V obično se koristi u proizvodnji zglobova kuka, vijaka za kosti, zglobova koljena, koštanih ploča, zubnih implantata i komponenti za spajanje kralježnice. Titanova legura ima karakteristike kaljenja radom. Kut rezanja je velik tijekom procesa obrade, strugotine koje se proizvode su tanke, a na alatu se formira relativno mala kontaktna površina. Osim toga, velika sila rezanja tijekom procesa obrade, u kombinaciji sa silom trenja tijekom strujanja strugotine, u potpunosti će dovesti do pretjerano visoke lokalne topline rezanja alata. Loša toplinska vodljivost titanovih legura sprječava brzo provođenje topline rezanja. Kao rezultat toga, velika količina topline rezanja koncentrira se na rezni rub i površinu alata. Visoka sila rezanja i toplina rezanja će sveobuhvatno uzrokovati kratere u obliku polumjeseca i uzrokovati brzi kvar alata.
Relativno nizak modul elastičnosti čini legure titana elastičnijim od čelika. Stoga treba izbjegavati pretjeranu silu rezanja kako bi se osiguralo da je odboj izratka mali. Dijelovi tankih stijenki imaju tendenciju deformacije pod pritiskom alata, uzrokujući trenje, trenje, pa čak i probleme s tolerancijom. Ključ za rješavanje problema je osigurati krutost cijelog sustava. Vrlo je potrebno koristiti oštre rezne rubove i ispravne geometrijske alate. Osim toga, legure titana imaju tendenciju kemijske reakcije i legure s reznim alatima na visokim temperaturama, a njihova strugotina ima tendenciju zavarivanja na površinu alata.

2. Pouzdan i kompaktan učvršćenje alatnih strojeva

Oprema za obradu medicinske opreme treba biti u stanju obraditi male isloženi dijeloviizrađeni od teško obradivih materijala (kao što su legure titana ili nehrđajućeg čelika) s visokim zahtjevima za preciznošću. Na primjer, obrada zamjenskih dijelova kostiju i zglobova prilično je komplicirana. Zbog slabog učinka rezanja materijala koji se obrađuje, blanko je obično šipka - što znači da je potrebno ukloniti veliku količinu metala. Stoga se dio dijelova lijeva u oblik koji je blizak gotovom proizvodu, ali to također povećava probleme - potrebu za proizvodnjom složenih i skupih šablona. Drugi čimbenik koji povećava složenost obrade je uski raspon tolerancije.
Dijelovi i komponente medicinske opreme imaju visoke zahtjeve u pogledu materijala, točnosti obrade i završne obrade površine, što zahtijeva visoku pouzdanost sustava obrade. Kao rezultat toga, postavljaju se iznimno visoki zahtjevi za alatne strojeve, učvršćenje, alate za rezanje i CAM softver. Radni dijelovi se obično obrađuju na naprednoj opremi za obradu medicinske opreme kao što su švicarski automatski tokarski strojevi, alatni strojevi s više vretena i rotacijski stolovi. Ovi alatni strojevi uglavnom se odlikuju vrlo malim dimenzijama i vrlo kompaktnom strukturom.
Značajke i zahtjevi obrade dijelova medicinskih proizvoda nedvojbeno su potaknuli razvoj tehnologije obrade i rješenja za poboljšanje konkurentnosti i učinkovitosti proizvodnje malih i srednjih poduzeća u obradi medicinskih proizvoda.

3. Stabilni i učinkoviti alati

Općenito govoreći, industrija medicinskih uređaja razlikuje se od ostalih industrija mehaničke obrade u tri točke:
Prvo, zahtjevi za alatnim strojevima su relativno visoki. Oprema za obradu napredne medicinske opreme poput švicarskih automatskih tokarilica, alatnih strojeva s više vretena i rotacijskih stolova potpuno je drugačija od uobičajenih obradnih centara i tokarilica. Vrlo su male veličine i vrlo kompaktne strukture. Kako bi se ispunili takvi zahtjevi, struktura alata također treba poseban dizajn, veličina alata također mora biti mala, a istodobno se mora osigurati krutost alata. Na primjer, serija ISCAR SWISSCUT posebno je usmjerena na alatne strojeve tipa bregastog oblika, što smanjuje problem malih površina obrade i lakih smetnji. Umetci se mogu lako zamijeniti s obje strane alatne trake. Visokoprecizni umetci i čvrsti dizajn držača alata osiguravaju visoku ponovljivost. MINCUT je najnoviji alat koji je razvio Iscar, koji se može koristiti i za tokarenje i za glodanje. Alat male veličine ima veliku krutost i može se primijeniti na alatne strojeve s više vretena ili obradne centre.
Drugo, zahtijeva visoku učinkovitost obrade. Za medicinsku opremu najvažnija je učinkovitost obrade, odnosno ciklus obrade koji zahtijeva da se oštrica može zamijeniti u najkraćem vremenu. Iscarova serija izmjenjivih glava glodala MULTI-MASTER Transformers može se zamijeniti različitim glavama glodala u samo nekoliko sekundi. Koncept brze izmjene alata ima dobro jamstvo za ciklus obrade. Osim toga, vijek trajanja alata mora biti što stabilniji i što je duži. Treba koristiti što je više moguće visokokvalitetne alate, s ukupnom koordinacijom premaza, reznim rubom, geometrijom za lomljenje strugotine i strukturom alata. Na taj se način može jamčiti 24-satni rad alatnog stroja, koji može konkurirati ostalim konkurentima na tržištu s vrlo visokom proizvodnom učinkovitošću, čime se postiže konkurentska prednost.
Treće, što se tiče samog izratka, vrlo se razlikuje od ostalih mehaničkih dijelova. Medicinski uređaji ugrađeni u ljudsko tijelo prvo zahtijevaju vrlo dobru završnu obradu, vrlo visoku preciznost i bez odstupanja. To zahtijeva da alat za rezanje zadovolji visoke zahtjeve obrade od dizajna strukture oštrice do dizajna premaza oštrice. Osim toga, to također uključuje ponavljanu točnost pozicioniranja oštrice, koja ne može zanemariti zahtjeve visoke kvalitete, istovremeno osiguravajući poboljšanje učinkovitosti.

4. Kompletno rješenje

Iscar je duboko analizirao karakteristike implantata u industriji medicinskih uređaja kako bi poboljšaoobradivost odove vrlo kritične komponente. Stoga Iscar također dizajnira i proizvodi specijalne alate, umetke i žlebove za strugotine za obradu titanove legure Ti6Al4V i dobivanje visoko preciznih vrijednosti tolerancije koje se zahtijevaju u ovom posebnom području. Kako bi surađivao s takvim proizvođačima dijelova kako bi usvojili njihovu postojeću proizvodnu opremu, Iscar također nudi posebne alate za različite primjene.
Završne glodalice od čvrstog karbida s oštrim reznim rubovima koje je razvio Iscar mogu se koristiti za obradu konkavnih dijelova bez neravnina. Ovi krajnji glodali mogu postići glodanje za poliranje s maksimalnom marginom od 0,01 mm u poluzavršnoj i završnoj obradi. Također smo razvili alate koji se također koriste za obradu titanovih legura i nehrđajućeg čelika-PVD premaza na bazi ultra-fino zrnatih supstrata za postizanje velike brzine obrade s velikom brzinom rezanja i velikim posmakom. Promjer glodala je mali, a strategija obrade skretanjem može se koristiti u programiranju. Njegova prednost je što se može postići brzina rezanja na vanjskom promjeru rezača, uklanjanje strugotine je glatko, kontaktna površina područja rezanja je niža, a toplina rezanja je niža.
Iscarov odjel za istraživanje i razvoj otkrio je da je potrebno poboljšati primjenu tokarenja u industriji medicinskih uređaja, razreda oštrica ili žljebova za strugotine. Kako bi zadovoljio potrebe korisnika, ISCAR je razvio visokokvalitetne brušene noževe, kao što su VCET, DCET, CCET itd. Geometrija noža je WF. Iscarova napredna proizvodna tehnologija jamči da takve poboljšane oštrice imaju polirane žljebove za postizanje izvrsne kvalitete površine za poluzavršnu obradu i završnu obradu. U nekim posebnim primjenama, ISCAR može osigurati VCGT umetke s MD žljebovima za postizanje visoke kvalitete površine. Iscarovi noževi serije JET-CUT, sa širinom oštrice od 3 mm i 4 mm, imaju visoku kvalitetu površine i dug vijek trajanja alata. Potječući iz Iscarovog uvjerenja da nema ograničenja za nadogradnju, Iscar je razvio HP alate za visokotlačne sustave hlađenja temeljene na seriji TANG-GRIP.
Korištenje provjerene tehnologije i alata te provjerenih parametara rezanja može se pravodobnije suočiti s obradom dijelova i komponenti medicinskih uređaja koji se plasiraju na tržište. Na temelju višegodišnjeg iskustva u industriji medicinskih uređaja, Iscar je također lansirao komplet alata za industriju medicinskih uređaja za suradnju s DMG alatnim strojevima kako bi kupcima pružio projekte po principu ključ u ruke.
Iscar je uvidio goleme razvojne izglede medicinskih strojeva te je uložio mnogo radne snage i materijalnih sredstava u razvoj posebnih alata za obradu medicinske opreme. Iscar je u svom sjedištu osnovao namjenski odjel za istraživanje i razvoj medicinskih uređaja. U izradi programa radi 7 profesionalnih inženjera. Imaju bogato iskustvo i bave se istraživanjem alata za obradu medicinskih uređaja više od 12 godina.
Trenutno je udio noževa koji se koriste u industriji medicinskih uređaja u Iscarovim proizvodima od noževa oko 6% do 7%, a očekuje se da će se taj udio povećati na 10% do 12% u sljedeće 2 do 3 godine.