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从移植产品到X线断层摄影装置
2011-11-16  来源:《数控机床市场》  作者:徐华

      医疗器械,比如移植产品和假肢,在成功的外科手术中起着十分重要的作用。他们帮助外科医生实现最佳的医疗效果。然而,如果外科医生使用了有缺陷的仪器,那么情况严重时可能会使病人陷入极大的危险之中。用于加工医疗器械的刀具在很大程度上决定着医疗器械的质量。


      刀具在医疗器械制造中的用途是多样广泛的。可以加工大型设备(比如一台电脑X线断层摄影机)的外壳之类比较简单的工作,而对于移植产品或工件的生产则更富有挑战性,因为他们可能被用于修复颅盖骨或治疗骨折。来自图宾根机床制造商的专家则可以利用他们在其他领域(比如机械工程和汽车制造业)的专业知识制造高质量的产品。


精密:最基本的要求

      微米范围内的公差在医疗行业很常见,选择正确的刀具需要敏锐的洞察力和丰富的经验。一方面,即使是钻一个非常小的孔,也需要使用润滑剂减小摩擦,并可靠地散热和处理加工时积在刀刃等处的细铁屑。另一方面,在生产尖端医疗器械时(无毛刺),需要使用锋利且运转平稳的切削刀具以获得高质量的表面。经常用到的切屑工具是高速钢钻头或整体硬质合金钻头。可以利用德国瓦尔特集团下的刀具品牌蒂泰克斯(Walter Titex)的钻头对难以加工的材料(如钛、不锈钢、贵金属甚至复合材料)进行加工。该系列产品加工中心孔的标准尺寸为0.05毫米至46毫米。目前,内冷式钻头的直径可达0.75毫米。

 

铣削和钻孔:牙齿修复

      作为一项标准,德国瓦尔特集团普瑞特(Walter Prototyp)的产品Protostar系列整体硬质合金刀具的直径范围介于0.3毫米至20毫米之间。普瑞特(Walter Prototyp)的生产工厂位于德国小镇哈姆斯溪畔策尔,虽然没有专门涉足医疗行业的工程部门,但普瑞特(Walter Prototyp)仍是该行业的知名供应商。丝锥和螺纹铣刀主要用于加工钛合金,比如接骨螺钉或髋关节。直径为1.6毫米的螺纹铣刀也可生产用于牙齿修复的产品。

 

用于制造移植产品的车刀


      虽然瓦尔特很早就涉足医疗行业,但是其产品的经典应用主要集中于部分对精度要求极高的小尺寸医疗器具(比如接骨螺钉和植入管)。可转位硬质合金刀片WSM10、WSM20和WSM30主要应用于多轴机床。“老虎刀片”Tiger-tec®涂层和微晶基体为加工工艺提供了最大稳定性,耐热Al2O3涂层具有最大的耐高温硬度和抗磨损度,除此之外,锐利的切削刃确保了产品无毛刺和无积屑瘤。由于钛是医疗行业中频繁加工的材料之一,所以新的几何形状NFT、NMT和NRT被用于加工钛。NFT用于精加工,NMT用于中等精度加工,NRT用于粗加工,这些刀片可利用刀具系统(例如瓦尔特刀杆XLDE)进行简单组合,以便用户顺利操作机床。

 

采用定制复合刀具方案节省时间和金钱


      和从事其他行业的公司一样,从事医疗行业的公司也面临着日益增长的成本压力。一个公司要想立足于竞争激烈的国际化大舞台,就必须以低成本生产出高质量的产品。对于移植产品(一般情况下由高合金钢、钛或钛合金制成)而言,特殊的材料以及复杂的工件几何形状对产品的精确性提出了很大的挑战。许多小企业的小批量生产也妨碍了公司实现生产率最大化这一目标。


      针对某些加工,我们以前可能需要三把标准刀具,但是现在只需要一把复合刀具,以一道工序代替以往的三道工序,从而节省了时间和成本。举例而言,如果加工1500个工件,每一工件节约2分钟,那客户就可以节约50小时的机器工时。这种复合刀具方案的缺点在于它并不在通用的刀具样本中体现。而瓦尔特公司提出的“CATexpress”定制非标刀的服务,则与常规的非标刀服务不同,其交货期可从以往的6-8周减少到客户可在14天内收到货物。该服务以一个特殊的软件程序为基础,当用户连接到英特网并输入了所有信息(比如应用信息或机床类型)之后,系统便会输出一个包含需要参数的订单记录。公司在收到订单之后,可以在最短的时间内开始生产所需的非标刀具。

  

     医疗行业的精密标准:
     • 钻孔直径的公差通常为+/- 0.005毫米左右。
     • 方向公差大约为+/- 0.07(针对108毫米)左右。

[图片]整体式螺纹铣刀
[图片]整体式螺纹铣刀
当螺纹范围介于标准M8M1.6之间时,Walter Prototyp整体式螺纹铣刀是用于加工专用医疗器械的理想工具。
 

 

[图片]Tigertec® PVD刀片
[图片]Tigertec® PVD
说明:瓦尔特公司的Tigertec® PVD片除了用于ISO车削,还可用于切槽和铣削。特殊工艺使黑色前刀面变光滑,以防形成积屑瘤。
   
[图片]CATexpress界面
[图片]CATexpress界面
说明:利用德国瓦尔特集团下的蒂泰克斯CATexpress软件,用户可以在14天内(而不是传统的6-8周)收到定制的非标刀具。

 

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