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

Karakteristike i poteškoće obrade dijelova medicinskih proizvoda

2021/06/04

Karakteristike i poteškoće obrade dijelova medicinskih proizvoda


2. Analiza poteškoća u preradi proizvoda medicinskih proizvoda

1. Teško je obraditi materijale od legure titana

90% komponenata implantata medicinskih uređaja izrađeno je od legure titana Ti6Al-4V. Zbog svoje male težine, velike čvrstoće i visokebiokompatibilnost, legura titana 6AL-4V postala je najčešće korišten materijal za medicinske uređaje za implantaciju. Legura titana 6AL-4V obično se koristi u proizvodnji zglobova kuka, vijaka za kosti, zglobova koljena, koštanih ploča, zubnih implantata i komponenata kičmene veze. Legura titana ima karakteristike radnog kaljenja. Kut rezanja je velik tijekom procesa obrade, proizvedeni iver je tanak i na alatu se formira relativno mala kontaktna površina. Pored toga, velika sila rezanja tokom procesa obrade, u kombinaciji sa silom trenja tokom protoka iverja, sveobuhvatno će dovesti do prekomjerno visoke lokalne toplote rezanja alata. Loša toplotna provodljivost titanijumovih legura sprečava brzo provođenje toplote rezanja. Kao rezultat toga, velika količina topline rezanja koncentrira se na reznoj ivici i površini alata. Velika sila rezanja i toplota rezanja sveobuhvatno će uzrokovati kratere u obliku polumjeseca i uzrokovati brze otkaze alata.
Relativno nizak modul elastičnosti čini legure titana elastičnijom od čelika. Stoga treba izbjegavati prekomjernu silu rezanja kako bi se osiguralo da je odskok obratka mali. Tankoslojni dijelovi imaju tendenciju da se deformiraju pod pritiskom alata, što uzrokuje klepetanje, trenje, pa čak i probleme s tolerancijom. Ključ rješenja problema je osiguravanje krutosti cijelog sustava. Vrlo je potrebno koristiti oštre rezne ivice i ispravne alate za geometriju. Uz to, legure titana imaju tendenciju kemijske reakcije i legure reznim alatima na visokim temperaturama, a njihovi iver ima tendenciju zavarivanja na površinu alata.

2. Pouzdan i kompaktan uređaj za alatne strojeve

Oprema za obradu medicinske opreme mora biti u mogućnosti da obrađuje male isloženi dijeloviizrađeni od teško obradivih materijala (poput legure titana ili nerđajućeg čelika) sa visokim zahtjevima tačnosti. Na primjer, obrada zamjenskih dijelova kostiju i zglobova prilično je složena. Zbog loših performansi rezanja materijala koji se obrađuje, prazno je obično šipka - što znači da treba ukloniti veliku količinu metala. Stoga se dio dijelova lijeva u oblik koji je blizu gotovog proizvoda, ali to također dovodi do problema - potrebe za proizvodnjom složenih i skupih jigova. Drugi faktor koji povećava složenost obrade je uski raspon tolerancije.
Dijelovi i komponente medicinske opreme imaju visoke zahtjeve u pogledu materijala, tačnosti obrade i završne obrade površine, što zahtijeva visoku pouzdanost sistema obrade. Kao rezultat toga, izuzetno visoki zahtjevi postavljaju se na alatne strojeve, učvršćenja, alate za rezanje i CAM softver. Obradaci se obično obrađuju na naprednoj opremi za obradu medicinske opreme kao što su švajcarski automatski tokarilice, viševreteni alatni strojevi i okretni stolovi. Ove alatne strojeve uglavnom karakterizira vrlo mala veličina i vrlo kompaktna struktura.
Karakteristike i zahtjevi obrade dijelova medicinskih proizvoda nesumnjivo su promovirali razvoj tehnologije obrade i rješenja za poboljšanje konkurentnosti i efikasnosti proizvodnje malih i srednjih preduzeća u preradi medicinskih proizvoda.

3. Stabilni i efikasni alati

Uopšteno govoreći, industrija medicinskih uređaja razlikuje se od ostalih industrija mehaničke obrade u tri tačke:
Prvo, zahtjevi za alatnim strojevima su relativno visoki. Napredna oprema za obradu medicinske opreme poput švicarskih automatskih tokarilica, viševretenih alatnih strojeva i okretnih stolova potpuno se razlikuje od uobičajenih obradnih centara i tokarilica. Vrlo su male veličine i vrlo su kompaktne strukture. Da bi se udovoljilo takvim zahtjevima, strukturi alata također je potreban poseban dizajn, veličina alata također mora biti mala, a istovremeno mora biti osigurana krutost alata. Na primjer, serija ISCAR SWISSCUT posebno je usmjerena na alatne strojeve tipa cam, što smanjuje problem malih površina obrade i lakih smetnji. Umeci se lako mogu zamijeniti s obje strane trake s alatima. Visoko precizni umetci i čvrst dizajn držača alata osiguravaju visoku ponovljivost. MINCUT je najnoviji alat koji je razvio Iscar, a može se koristiti i za okretanje i za glodanje. Alat male veličine ima visoku krutost i može se primijeniti na viševretene alatne strojeve ili obradne centre.
Drugo, potrebna je visoka efikasnost obrade. Za medicinsku opremu najvažnija je efikasnost obrade, odnosno ciklus obrade, koji zahtijeva da se oštrica može zamijeniti u najkraćem vremenu. Iscarove serije MULTI-MASTER Transformers izmjenjivih glodala mogu se zamijeniti različitim glavama glodala u samo nekoliko sekundi. Koncept brze promjene alata ima dobru garanciju za ciklus obrade. Uz to, vijek trajanja alata mora biti što stabilniji i što duži. Treba koristiti što je moguće više visokokvalitetnih alata, uz ukupnu koordinaciju premaza, reznog ruba, geometrije lomljenja iverja i strukture alata. Na taj način može se zajamčiti 24-satni rad alatnog stroja i može se natjecati s ostalim konkurentima na tržištu s vrlo visokom proizvodnom efikasnošću, čime se postiže konkurentska prednost.
Treće, u pogledu samog obratka, on se vrlo razlikuje od ostalih mehaničkih dijelova. Medicinski uređaji ugrađeni u ljudsko tijelo prvo zahtijevaju vrlo dobru površinsku obradu, vrlo visoku preciznost i bez odstupanja. To zahtijeva da rezni alat zadovoljava visoke zahtjeve obrade od dizajna strukture oštrice do dizajna premaza oštrice. Pored toga, uključuje i ponovljenu tačnost pozicioniranja oštrice, koja ne može zanemariti visoke zahtjeve kvalitete, a istovremeno osigurati poboljšanje učinkovitosti.

4. Kompletno rješenje

Iscar je duboko analizirao karakteristike implantata u industriji medicinskih proizvoda kako bi ih poboljšaoobradivostove vrlo kritične komponente. Zbog toga Iscar takođe dizajnira i proizvodi specijalne alate, umetke i žljebove za iver za obradu legure titana Ti6Al4V i dobijanje visoko preciznih vrednosti tolerancije potrebne u ovom posebnom polju. Da bi sarađivao s takvim proizvođačima dijelova na usvajanju njihove postojeće proizvodne opreme, Iscar također nudi posebne alate za zadovoljavanje različitih primjena.
Čeone glodalice od čvrstog karbida sa oštrim reznim ivicama koje je razvio Iscar mogu se koristiti za obradu udubljenih dijelova bez svrdla. Ove krajnje glodalice mogu postići poliranje glodanjem s maksimalnom maržom od 0,01 mm u polu-završnoj obradi. Također smo razvili alate koji se također koriste za obradu legura titana i PVD premaza od nehrđajućeg čelika na bazi ultrafinih zrnastih podloga kako bi se postigla brza obrada velikom brzinom rezanja i velikom hranom. Promjer glodala je mali, a strategija obrade otklona može se koristiti u programiranju. Njegova prednost je u tome što se može postići brzina rezanja na vanjskom promjeru glodala, uklanjanje strugotine je glatko, dodirna površina područja rezanja manja, a toplina rezanja manja.
Iscarov odjel za istraživanje i razvoj otkrio je da treba poboljšati primjenu tokarenja u industriji medicinskih uređaja, klase noževa ili flaute. Kako bi udovoljio potrebama korisnika, ISCAR je razvio visokokvalitetne oštrice za zemlju, kao što su VCET, DCET, CCET, itd. Geometrija oštrice je WF. Iscarova napredna tehnologija proizvodnje garantuje da tako poboljšane oštrice imaju polirane žljebove za iver kako bi se postigao odličan kvalitet površine za polu-završnu obradu i završnu obradu. U nekim posebnim primjenama, ISCAR može osigurati VCGT umetke s kanalom MD čipa za postizanje visokog kvaliteta površine. Iscar-ovi noževi za rezanje JET-CUT, sa širinom sečiva od 3 mm i 4 mm, imaju visok kvalitet površine i dug životni vijek alata. Polazeći od Iscar-ovog vjerovanja da nema ograničenja za nadogradnju, Iscar je razvio HP-ove alate za sistem visokog pritiska zasnovane na seriji TANG-GRIP.
Korištenje dokazane tehnologije i alata i provjerenih parametara rezanja mogu se pravovremeno suočiti s obradom dijelova i komponenata medicinskih uređaja koji su lansirani na tržište. Na osnovu dugogodišnjeg iskustva u industriji medicinskih uređaja, Iscar je takođe lansirao komplet alata za industriju medicinskih uređaja za saradnju sa DMG alatnim mašinama kako bi kupcima pružio projekte po sistemu ključ u ruke.
Iscar je vidio ogromne izglede za razvoj medicinskih mašina i uložio je mnogo radne snage i materijalnih resursa da bi razvio posebne alate za obradu medicinske opreme. Iscar je u svom sjedištu osnovao odjel za istraživanje i razvoj medicinskih uređaja. U dizajniranju programa bavi se 7 profesionalnih inženjera. Oni 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 proizvodima noževa Iscar oko 6% do 7%, a očekuje se da će taj udio porasti na 10% do 12% u naredne 2 do 3 godine.