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  [組圖]醫療行業需要更可靠的安全刀具          【字體:
醫療行業需要更可靠的安全刀具
作者:liven    專題來源:切削技術網    點擊數:5402    更新時間:2011-3-14    
難以加工的材料、復雜的工件形狀以及頻繁的小批量生產對用于加工專業醫療器械的刀具提出了很高的要求。瓦爾特公司生產的精密刀具在這方面享有很高聲譽。

圖1 整體式螺紋銑刀。當螺紋范圍介于標準M8~M1.6時,Walter Prototyp整體式螺紋銑刀是用于加工專用醫療器械的理想工具

圖2 Tigertec PVD刀片。瓦爾特公司的Tigertec PVD刀片除了用于ISO車削,還可用于切槽和銑削。特殊工藝使黑色前刀面變光滑,以防形成積屑瘤

圖3 CATexpress界面。利用德國瓦爾特集團下的蒂泰克斯CATexpress軟件,用戶可以在14天內(而不是傳統的6~8周)收到定制的非標刀具

醫療行業的精密標準

  1. 鉆孔直徑的公差通常為±0.005mm左右。
  2. 方向公差大約為±0.07(針對108mm)左右。
醫療器械,比如移植產品和假肢,在成功的外科手術中起著十分重要的作用。然而,如果外科醫生使用了有缺陷的儀器,那么情況嚴重時可能會使病人陷入極大的危險之中。用于加工醫療器械的刀具在很大程度上決定著醫療器械的質量。
刀具在醫療器械制造中應用非常廣泛,可以加工大型設備。例如一臺電腦X線斷層攝影機的外殼之類比較簡單的工作,而對于移植產品或工件的生產則更富有挑戰性,因為他們可能被用于修復顱蓋骨或治療骨折。來自圖賓根機床制造商的專家則可以利用他們在機械工程和汽車制造業等領域的專業知識制造高質量的產品。

精密——最基本的要求

微米范圍內的公差在醫療行業很常見,選擇正確的刀具需要敏銳的洞察力和豐富的經驗。一方面,即使是鉆一個非常小的孔,也需要使用潤滑劑減小摩擦,并可靠地散熱和處理加工時積在刀刃等處的細鐵屑。另一方面,在生產尖端醫療器械時(無毛刺),需要使用鋒利且運轉平穩的切削刀具以獲得高質量的表面。經常用到的切屑工具是高速鋼鉆頭或整體硬質合金鉆頭。可以利用德國瓦爾特集團下的刀具品牌蒂泰克斯(Walter Titex)的鉆頭應對難以加工的材料,如鈦、不銹鋼、貴金屬甚至復合材料等。該系列產品加工中心孔的標準尺寸為0.05~46mm。目前,內冷式鉆頭的直徑可達0.75mm。

銑削和鉆孔:牙齒修復

作為一項標準,德國瓦爾特集團普瑞特(Walter Prototyp)的產品Protostar系列整體硬質合金刀具的直徑范圍介于0.3~20mm之間。普瑞特(Walter Prototyp)的生產工廠位于德國小鎮哈姆斯溪畔策爾,雖然沒有專門涉足醫療行業的工程部門,但普瑞特(Walter Prototyp)仍是該行業的知名供應商。絲錐和螺紋銑刀主要用于加工鈦合金,比如接骨螺釘或髖關節。直徑為1.6mm的螺紋銑刀也可生產用于牙齒修復的醫療器械。

用于制造移植器械的車刀

雖然瓦爾特很早就涉足醫療行業,但是其產品的經典應用主要集中于部分對精度要求極高的小尺寸醫療器具,如接骨螺釘和植入管。可轉位硬質合金刀片WSM10、WSM20和WSM30主要應用于多軸機床。“老虎刀片”Tiger-tec涂層和微晶基體為加工工藝提供了最大穩定性,耐熱Al2O3涂層具有最大的耐高溫硬度和抗磨損度,除此之外,銳利的切削刃確保了產品無毛刺和無積屑瘤。由于鈦是醫療行業中頻繁加工的材料之一,所以新的幾何形狀NFT、NMT和NRT被用于加工鈦。NFT用于精加工,NMT用于中等精度加工,NRT用于粗加工,這些刀片可利用刀具系統(例如瓦爾特刀桿XLDE)進行簡單組合,以便用戶順利操作機床。

采用定制復合刀具方案節省時間和成本

和從事其他行業的公司一樣,從事醫療行業的公司也面臨著日益增長的成本壓力。一個公司要想立足于競爭激烈的國際化大舞臺,就必須以低成本生產出高質量的產品。對于移植產品(一般情況下由高合金鋼、鈦或鈦合金制成)而言,特殊的材料以及復雜的工件幾何形狀對產品的精確性提出了很大的挑戰。許多小企業的小批量生產也妨礙了公司實現生產率最大化這一目標。
針對某些加工,我們以前可能需要三把標準刀具,但是現在只需要一把復合刀具,以一道工序代替以往的三道工序,從而節省了時間和成本。舉例而言,如果加工1500個工件,每一工件節約2min,那客戶就可以節約50h的機器工時。這種復合刀具方案的缺點在于它并不在通用的刀具樣本中體現。而瓦爾特公司提出的“CATexpress”定制非標刀的服務,則與常規的非標刀服務不同,其交貨期可從以往的6~8周減少到客戶可在14天內收到貨物。該服務以一個特殊的軟件程序為基礎,當用戶連接到因特網并輸入了所有信息(如應用信息或機床類型)之后,系統便會輸出一個包含需要參數的訂單記錄。公司在收到訂單之后,可以在最短的時間內開始生產所需的非標刀具。
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