近幾年來CNC加工中的醫(yī)療器械行業(yè)呈動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)趨勢(shì)，醫(yī)療器械制造商們也在持續(xù)尋覓更佳的車削中心及良好刀具，用以提升其在行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，而這些都成為刀具業(yè)、機(jī)床業(yè)、夾具業(yè)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的一大重要的渠道。而ISCAR伊斯卡正是看到了這個(gè)巨大的發(fā)展前景，投入了大量的人力和物力，來研發(fā)醫(yī)療器械加工專用刀具。為此其特意在以色列的總部成立了一個(gè)專門的醫(yī)療器械行業(yè)刀具研發(fā)部門，有7名專業(yè)的工程師專門從事解決方案的設(shè)計(jì)，他們都有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，并且從事醫(yī)療器械加工刀具的研究都超過了12年。截止到現(xiàn)在，其用于醫(yī)療器械行業(yè)的刀具在公司所有刀具產(chǎn)品中的比重約為6%～7%，并預(yù)計(jì)在今后2～3年，這個(gè)比重將會(huì)上升至10%～12%。
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(zhì)、高強(qiáng)度及高的生物相容性，因其這些特性，使得鈦合金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)、骨螺釘、膝關(guān)節(jié)、接骨板、種植牙、脊椎連接元件等的制作。
鈦合金具有的特性之一是加工硬化。在加工過程剪切角大，產(chǎn)生的切屑薄，并會(huì)在刀具上形成相對(duì)小的接觸區(qū)域。另外，加工過程中的高切削力，同時(shí)結(jié)合切屑流動(dòng)時(shí)的摩擦力，這些因素都會(huì)導(dǎo)致刀具局部切削熱過高。而鈦合金熱傳導(dǎo)性差，導(dǎo)致產(chǎn)生的熱量不能很好地傳導(dǎo)出去。于是，大量的切削熱集中于切削刃及刀具表面。高的切削力，切削熱會(huì)綜合引起月牙洼的產(chǎn)生，同時(shí)還會(huì)引起刀具的快速失效。這些因素導(dǎo)致的產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)，以及刀具的高損耗，對(duì)于企業(yè)來說都是一個(gè)不得不考慮的問題。
鈦合金相對(duì)于鋼彈性更佳是因其有相對(duì)低的彈性模量。因此，為了保障工件的反彈小，應(yīng)避免切削力過大。薄壁件在刀具壓力下通常都會(huì)有變形的趨勢(shì)，同時(shí)還會(huì)引起震顫、摩擦甚至公差等問題。因此，解決這些問題的關(guān)鍵是保證整個(gè)系統(tǒng)的剛性，采用鋒利的切削刃、正確的幾何形體的刀具是非常的有必要的！另外，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(shì)，其切屑有焊接到刀具表面的趨勢(shì)。這些都是不得不考慮的因素！
可靠緊湊的機(jī)床夾具
醫(yī)療器械加工設(shè)備需要具備能加工由難加工材料(如鈦合金或不銹鋼)制成的、精度要求高的小而復(fù)雜的零件，例如加工骨頭及關(guān)節(jié)的替代件就相當(dāng)復(fù)雜。由于被加工材料的切削性能差，因此通常以棒料作為毛坯料——這就意味著有大量的金屬需要被去除。也有一部分零件被鑄造成接近成品的形狀，但這也增加了一些麻煩——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。
醫(yī)療器械零部件工件材料、加工精度、表面光潔度等要求非常高，這些都要求加工系統(tǒng)的可靠性要高。因而，也對(duì)機(jī)床、夾具、刀具、CAM軟件等提出了極高的要求。
工件通常在瑞士自動(dòng)車床、多主軸機(jī)床和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等國(guó)際先進(jìn)的醫(yī)療器械加工設(shè)備上加工。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。
醫(yī)療器械零部件加工的特點(diǎn)及其要求，無疑推動(dòng)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(jìng)爭(zhēng)力及生產(chǎn)效率。
穩(wěn)定高效的刀具
一般來說，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(duì)機(jī)床的要求相對(duì)較高，像瑞士自動(dòng)車床、多主軸機(jī)床和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等先進(jìn)的醫(yī)療器械加工設(shè)備，與通?？吹降募庸ぶ行募败嚧餐耆煌?，他們的結(jié)構(gòu)非常緊湊、尺寸也非常小。為了配合這些要求，刀具的結(jié)構(gòu)也需要有特殊的設(shè)計(jì)，要求刀具的尺寸也要很小，同時(shí)還要保證刀具的剛性。像SWISSCUT系列專門針對(duì)凸輪式機(jī)床的設(shè)計(jì)，就減少了加工區(qū)域狹小易產(chǎn)生干涉的問題，讓其可以很方便地從刀桿的兩側(cè)更換刀片，高精度的刀片和牢固的刀座設(shè)計(jì)保證了較高的重復(fù)定位精度。MINCUT是ISCRA公司最新研發(fā)的刀具，既可用于車削，也可用于銑削，小規(guī)格刀具卻具有高剛性，讓其可應(yīng)用于多主軸機(jī)床或者是加工中心上。
第二點(diǎn)是，對(duì)加工效率的要求高，對(duì)于醫(yī)療器械而言，最最看重的就是加工效率，也就是加工節(jié)拍，其要求在最短的時(shí)間內(nèi)，能夠更換刀片。MULTI-MASTER變形金剛可換刀頭系列，只需要幾秒鐘就可換上不同的銑刀頭?？鞊Q刀頭的理念，對(duì)加工效率具有很好的保證。同時(shí)也要求刀具的壽命要盡可能的穩(wěn)定、盡可能的長(zhǎng)。應(yīng)盡可能采用高品質(zhì)的刀具，兼具涂層、刃口、斷屑槽型、刀具結(jié)構(gòu)形式的整體配合的。這樣，才能保證機(jī)床24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，使得機(jī)床以非常高的生產(chǎn)效率與市場(chǎng)上其他的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，從而取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)！
第三，從工件本身來說，它自身便與其他機(jī)械零部件有著很大的區(qū)別。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，不能有任何偏差，這就對(duì)刀具的刀片結(jié)構(gòu)、刀片的涂層都有及其嚴(yán)格的要求。此外，對(duì)刀片的重復(fù)定位精度也有嚴(yán)格的眼球，使其可以在保證效率提高的同時(shí)不會(huì)忽視高質(zhì)量！
完整的解決方案
ISCAR深入分析了醫(yī)學(xué)器械工業(yè)植入物的特點(diǎn)，為了提高這些非常關(guān)鍵的元件的加工性，ISCAR設(shè)計(jì)制作了針對(duì)此行業(yè)的特制刀具、刀片以及卷屑槽以加工鈦合金Ti6Al4V并獲取此領(lǐng)域所需的高精度的公差值。同時(shí)，為了配合此類零件制造商，降低他們的成本，采用他們已有的生產(chǎn)設(shè)備，ISCAR也提供特制定制刀具以滿足不同場(chǎng)合的應(yīng)用。
ISCAR特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。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！同時(shí)還研發(fā)了應(yīng)用于加工鈦合金及不銹鋼的刀具——基于超細(xì)晶?；w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。其銑刀直徑小，編程中可采用偏斜加工策略，其優(yōu)點(diǎn)在于獲得刀具外徑上的切削速度，排屑流暢，切削區(qū)域接觸面積下，切削熱更低！
同時(shí)研發(fā)部門還發(fā)現(xiàn)，車削應(yīng)用在醫(yī)學(xué)器械工業(yè)中，刀片牌號(hào)抑或卷屑槽等都需要進(jìn)行改進(jìn)。為滿足用戶需求，還專門研制了高品質(zhì)的磨制刀片，諸如VCET、DCET、CCET等，刀片槽型為WF。其先進(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，以實(shí)現(xiàn)半精加工及精加工的優(yōu)越表面質(zhì)量。在某些特殊應(yīng)用中，還提供帶MD卷屑槽的VCGT刀片，以獲取高表面質(zhì)量。
其JET-CUT系列切斷刀，刀片寬度3mm和4mm，刀具壽命長(zhǎng)，加工表面質(zhì)量高。這些研發(fā)創(chuàng)新都源自其信念——升級(jí)無極限，同時(shí)還已研制出基于TANG-GRIP系列的HP高壓冷卻系統(tǒng)刀具。
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(shí)地面對(duì)市場(chǎng)推出的醫(yī)療器械零部件零部件加工。基于多年在醫(yī)療器械行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，還推出了醫(yī)療器械行業(yè)的刀具套盒，配合專用機(jī)床，共同為客戶提供完美的解決方案！
