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東莞市來寶精密工業有限公司
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東莞松山湖高新技術產業開發區大學創新城G1棟4層422HFB
1.難加工的鈦合金材料
90%的醫療器械植入部件由Ti6Al-4V鈦合金制成,來源于輕質、高強度和高生物相容性,鈦合金6AL-4V是醫療器械最常用的材料。鈦合金6AL-4V通常用于股關節、骨螺釘、膝關節、骨接合板、植牙、脊椎接合元件的制作。鈦合金刀具有加工硬化的特性。在加工過程中,切削角度大,產生的切屑薄,刀具上形成的接觸面積相對較小。另外,加工過程中高的切削力,結合切屑流動時的摩擦力,將綜合導致刀具局部切削熱過高。鈦合金導熱性差,切削熱不能快速傳遞。結果,大量切削熱集中在切削刃和刀具表面。高切削力和切削熱會導致月牙形凹陷和刀具快速失效。
相對較低的彈性模量使鈦合金比鋼更有彈性。因此,應避免過大的切削力,以確保工件回彈小。薄壁零件在刀具壓力下容易變形,導致震顫、摩擦甚至公差問題。解決困難的重要是確保全部系統軟件的剛度,選用銳利鉆削刃、恰當的幾何圖形型體的鈦合金刀具是十分必需的。此外,鈦合金在高溫下有與刀具發生化學反應合金化的趨勢,其碎片有焊接到刀具表面的趨勢。
2.可靠緊湊的機床夾具
醫療器械加工設備需要能夠加工由難以加工的材料(如鈦合金或不銹鋼)制成的具有高精度要求的小而復雜的零件,如用于加工相當復雜的骨骼和關節的替換零件。因為被加工材料的切削性能差,所以原材料多為棒材。 也就是說,必須去除大量的金屬。因此,一部分零件被鑄造成接近成品的形狀,但是需要制造麻煩復雜且昂貴的夾具。增加加工復雜性的另一個因素是公差范圍狹窄。
醫療器械零部件對工件材料、加工精度和表面光潔度有很高的要求,這就要求加工系統具有很高的可靠性。因此,也對機床、夾具、刀具、凸輪軟件等提出了極高的要求。工件通常在先進的醫療設備上加工,如瑞士自動車床、多軸機床和旋轉工作臺。這些機床大多具有體積小、結構緊湊的特點。
醫療器械零件加工的特點和要求無疑推動了加工技術和解決方案的發展,提高了中小企業在加工醫療器械方面的競爭力和生產效率。
3.穩定高效的刀具
一般來說,醫療器械行業和其他機械加工行業有三個區別:
第一,對機床的要求很高。瑞士自動車床、多軸機床和旋轉工作臺等先進的醫療設備加工設備與常見的加工中心和車床完全不同。它們體積很小,結構緊湊。根據這樣的要求,刀具的構造也需要特殊的設計,刀具的尺寸也小,刀具的剛性也需要保證。就像來寶精工專用于凸輪式機床一樣,減少了加工區域狹窄且容易干涉的問題,能夠從刀架的兩側簡單地更換刀具,高精度的刀具和堅固的刀架設計保證了高的反復定位精度。MINCUT是寶精工最近開發的刀具,既可用于車削也可用于銑削,但小型刀具具有高剛性,可適用于多主軸機床和加工中心。
第二,對加工效率的要求很高。對于醫療器械來說,最重要的是加工效率,即加工時間,這需要在盡可能短的時間內更換刀片。來寶精工的多主機變壓器可以更換芯片系列,幾秒鐘內可以更換為不同的立銑刀。刀頭快速更換的概念很好地保證了加工時間。此外,要求刀具壽命盡可能穩定和長。盡可能采用優質刀具,涂層、刀刃、斷屑槽和刀具結構整體協調。這樣,機床可以一天24小時運行,并且可以以非常高的生產效率與市場上的其他競爭者競爭,從而獲得競爭優勢。
第三,從工件本身來看,與其他機械部件有很大的不同。植入人體的醫療器械必須首先具有非常好的表面光潔度、高精度和無偏差,這就要求從刀片結構到刀片涂層的刀具設計必須滿足高加工要求。另外,包括刀片的反復定位精度在內,在保證效率提高的同時,不能無視高品質的要求。
4.完整的解決方案
來寶精工深入分析了醫學儀器工業植入物的特點,提高了這些非常重要的部件的可加工性。因此,來寶精工也設計了特制刀具、刀片及刀片套環,加工鈦合金Ti6Al4V,取得了該特殊領域所需的高精度公差值。為了與這樣的零部件廠商合作,采用他們現有的生產設備,來寶精工也提供了特別的刀具,滿足不同的應用。
來寶精工開發的銳利的帶切削刃的硬質立銑刀可以用于凹形零件的加工,可以消除毛刺。在半精加工和精加工中,這些立銑刀最多可實現0.01mm的馀量。我們開發了一種同時加工鈦合金和不銹鋼的刀具——以超細晶粒基體為基礎進行PVD涂層,實現了高切削速度+高進給的高速加工。銑刀直徑小,編程時可采用偏轉加工策略。其優點是可以獲得刀具外徑上的切削速度,排屑順暢,切削區域接觸面積下的切削熱較低。
來寶精工的研究開發部門發現,車削被應用于醫學儀器工業,有必要改善刀片的編號和卷屑槽。為了滿足用戶的需要,來寶精工開發了高品質的磨削刀片,如VCET、DCET、CCET等,刀片槽型為WF。來寶精工的先進生產技術是這樣的改良刀片擁有研磨過的卷屑槽,實現了半精加工和精加工的優良表面品質。在某些特殊應用中,來寶精工提供帶MD卷屑槽的VCGT刀片,可獲得較高的表面品質。來寶精工的JET-CUT系列切斷刃,刃寬為3mm和4mm,加工表面的品質高,刃的壽命長。來寶精工的信念進化沒有界限,來寶精工開發了基于TANG-GRIP系列的HP高壓冷卻系統刀具。
采用經過實踐證明過的工藝及刀具和驗證過的切削參數可以更及時地面對市場推出的醫療器械零部件零部件加工。基于多年在醫療器械行業的經驗,來寶精工還推出了醫療器械行業的刀具套盒,配合DMG機床,共同為客戶提供交鑰匙工程。
來寶精工看到了醫療機械這一巨大的發展前景,投入了大量的人力和物資,開發了醫療器械加工專用刀具。來寶精工在總公司設立了專業的醫療器械開發部門,7名專業技術人員從事方案設計,他們有豐富的經驗,從事醫療器械加工工具研究已超過12年。
目前,來寶精工刀具在醫療器械行業使用的刀具比例約為6% ~ 7%,預計在未來2 ~ 3年內將上升至10% ~ 12%。
來寶IMC是德系刀具著名的制造商之一,成立于1986年,生產基地總投資額達到7000多萬美元,占地面積14135m2。 擁有國外最先進的瑞士ROLLOMATIC、WALTER五軸聯動數控磨刀機50臺,五軸工具磨床49臺,安卡磨床17臺,高精度無心磨6臺,周邊輔助設備20多臺。在職員工300多人,70名研發人員,33名工程師,每名成員均有10年的技術經驗。
產品通過德國ZOLLER,WALTER、羅德斯RHODES 、最頂尖的檢測設備現場應用測試,每一個環節層層把關,確保每款產品出廠性能和品質。
主營:鈦合金銑刀、高溫合金銑刀、鎳基合金銑刀、不銹鋼專用銑刀、石墨銑刀。專注于航天航空、醫療、汽車、等加工制造領域。
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