因為新冠狀(zhuang)肺炎(yan)的(de)爆發，醫療器(qi)械(xie)設備的(de)需求量在全(quan)球呈現指數增長的(de)態勢(shi)。
醫療(liao)器械制造商們(men)也在持續(xu)尋覓更佳的(de)(de)(de)車削中(zhong)心及(ji)刀(dao)具(ju)以提升其(qi)競爭優勢，這也成為(wei)刀(dao)具(ju)業(ye)增(zeng)長(chang)的(de)(de)(de)一大重要的(de)(de)(de)渠道。難加工的(de)(de)(de)材(cai)料、復(fu)雜的(de)(de)(de)工件形(xing)狀以及(ji)頻繁的(de)(de)(de)小批量生產(chan)對用于加工專業(ye)醫療(liao)器械的(de)(de)(de)刀(dao)具(ju)提出了很高的(de)(de)(de)要求(qiu)，在新的(de)(de)(de)世(shi)界(jie)經濟一體(ti)化浪(lang)潮(chao)中(zhong)，全球制造業(ye)加速向(xiang)中(zhong)國大陸地(di)區轉(zhuan)移已是(shi)大勢所趨，中(zhong)國也將逐步(bu)發(fa)展成為(wei)世(shi)界(jie)級的(de)(de)(de)制造業(ye)基地(di)。
“全球(qiu)通用機械、汽車、航空航天、能源(yuan)、醫療、軌道交(jiao)通、模(mo)具(ju)(ju)機床(chuang)等行業(ye)都(dou)離(li)不開刀(dao)具(ju)(ju)裝備。”從(cong)今后(hou)發展趨勢來看，全球(qiu)刀(dao)具(ju)(ju)市(shi)場未來5年(nian)(nian)預計年(nian)(nian)增長3%~5%，按這樣的增長速度(du)，我們仍然穩居(ju)世界第(di)一把(ba)交(jiao)椅。從(cong)國內刀(dao)具(ju)(ju)的供應來看，國產刀(dao)具(ju)(ju)占據(ju)主流地位，達(da)65%。
一、醫療器械行(xing)業對(dui)專業的精密刀(dao)具提出了新要求
難加工的(de)材料、復雜的(de)工件形狀以及頻繁的(de)小批量(liang)生產對用(yong)于加工專業醫(yi)(yi)(yi)療器械的(de)刀(dao)具(ju)提出(chu)了很高(gao)的(de)要求。如移植產品(pin)和假肢，在成功的(de)外(wai)科手術中起著十分重要的(de)作用(yong)，可幫(bang)助外(wai)科醫(yi)(yi)(yi)生實現最佳的(de)醫(yi)(yi)(yi)療效果(guo)。加工醫(yi)(yi)(yi)療器械的(de)刀(dao)具(ju)在很大(da)程度上決定著醫(yi)(yi)(yi)療器械的(de)質量(liang)。
刀具(ju)在醫療(liao)器械制造中(zhong)的(de)用(yong)途是(shi)多樣廣泛的(de)，可(ke)以加工大(da)型設(she)備(bei)(如電腦X線斷層攝影機)外殼類較簡單的工件，而對于移植產品或用于修復顱蓋骨或治療骨折的工件生產則更富有挑戰性。
1.精密——最基本的要求(qiu)
微米范圍內的(de)公差(cha)在醫療行業很常見，選(xuan)擇正確的(de)刀(dao)具需(xu)要(yao)敏銳(rui)的(de)洞察力和豐富的(de)經(jing)驗。一方面，即使(shi)鉆(zhan)削小(xiao)孔也需(xu)要(yao)使(shi)用潤滑劑減小(xiao)摩擦(ca)，可靠地散熱(re)和處(chu)(chu)理刀(dao)刃處(chu)(chu)的(de)細鐵屑;另一方面，在生產尖端醫療器械時(無毛刺)時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。常用切削工具是高速鋼鉆頭或整體硬質合金鉆頭。
例如，東莞(guan)兆恒(heng)鉆(zhan)頭針對如鈦(tai)、不(bu)銹(xiu)鋼、貴金(jin)屬甚至復合(he)材料(liao)等難加工材料(liao)進(jin)行加工，鉆(zhan)頭的直(zhi)徑可達(da)0.1mm。
2.銑削和鉆(zhan)孔
由于設計的獨特性，超長(chang)內冷(leng)瘋狂鉆(zhan)在每階(jie)段鉆(zhan)削(xue)過(guo)程中(zhong)，以及(ji)在所(suo)有(you)材料的應(ying)用中(zhong)，所(suo)產生的切屑都很短，并(bing)且不會產生卷(juan)繞。超長(chang)內冷(leng)瘋狂鉆(zhan)，鉆(zhan)孔深度可達50倍徑。采用特殊定制涂層，進一步保證其卓越的切削條件和刀具壽命，操作簡單及高精度確保無故障的經濟鉆削。
3.定制復(fu)合刀具方案節省時間和金(jin)錢
與從事其(qi)他行業的公司一樣，從事醫療行業的公司也面(mian)臨著(zhu)日益增(zeng)長的成本壓力。一個公司要想立足于競爭(zheng)激(ji)烈(lie)的國際化大舞(wu)臺，就必須以低(di)成本生產(chan)出高質量的產(chan)品。對(dui)于移植產(chan)品(一般由高合金鋼、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。
針對某些加工，以(yi)(yi)前可能需要三(san)把標(biao)準刀(dao)具，但現在只需要一把復(fu)合(he)刀(dao)具，以(yi)(yi)一道工序代替以(yi)(yi)往的三(san)道工序，從而(er)節省了時間和(he)成(cheng)本。
??比(bi)如，加工1500個工件，每一工件節約2分鐘(zhong)，就可以節約50小時的(de)機(ji)器工時。
二、醫療器械產品加工難點(dian)分析
1.難(nan)加工(gong)的鈦合(he)金材料
90%的(de)(de)(de)(de)醫(yi)療器械植入部件由(you)Ti6Al-4V鈦(tai)合(he)金(jin)制成，源于(yu)輕質、高(gao)(gao)強(qiang)度及高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物相容性，鈦(tai)合(he)金(jin)6AL-4V成為醫(yi)用植入器械的(de)(de)(de)(de)最常(chang)用的(de)(de)(de)(de)材料。鈦(tai)合(he)金(jin)6AL-4V通常(chang)用于(yu)髖關節、骨(gu)螺釘(ding)、膝關節、接骨(gu)板、種植牙(ya)、脊椎連接元件的(de)(de)(de)(de)制作。鈦(tai)合(he)金(jin)具(ju)有加工(gong)硬化的(de)(de)(de)(de)特性。加工(gong)過程剪切角大，產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)切屑(xie)薄，并在(zai)刀(dao)具(ju)上形成相對(dui)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)接觸(chu)區域。另外，加工(gong)過程中高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)切削(xue)(xue)力，結合(he)切屑(xie)流動時的(de)(de)(de)(de)摩擦力，將綜合(he)導致刀(dao)具(ju)局(ju)部切削(xue)(xue)熱過高(gao)(gao)。而(er)鈦(tai)合(he)金(jin)熱傳導性差(cha)，令切削(xue)(xue)熱不(bu)能很快地傳導出去。于(yu)是，大量的(de)(de)(de)(de)切削(xue)(xue)熱集(ji)中于(yu)切削(xue)(xue)刃及刀(dao)具(ju)表面。高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)切削(xue)(xue)力，切削(xue)(xue)熱會綜合(he)引起月牙(ya)洼(wa)的(de)(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)，并引起刀(dao)具(ju)的(de)(de)(de)(de)快速失(shi)效。
相(xiang)對低的彈(dan)性模量，使得鈦合(he)金相(xiang)對于鋼(gang)彈(dan)性更(geng)佳。因此(ci)，應(ying)避免切(qie)削(xue)(xue)力過(guo)大，以保(bao)障工件(jian)的反(fan)彈(dan)小(xiao)。薄壁(bi)件(jian)在(zai)(zai)刀(dao)(dao)具壓力下有(you)變形(xing)的趨(qu)勢，引起震顫、摩擦(ca)甚(shen)至(zhi)公差問題。解(jie)決問題的關鍵是保(bao)證整個(ge)系(xi)統(tong)的剛性，采用鋒利(li)切(qie)削(xue)(xue)刃、正確的幾何形(xing)體的刀(dao)(dao)具是非常(chang)必要的。另外，鈦合(he)金具有(you)在(zai)(zai)高溫下與(yu)切(qie)削(xue)(xue)刀(dao)(dao)具發生化學反(fan)應(ying)合(he)金化的趨(qu)勢，其切(qie)屑有(you)焊接到(dao)刀(dao)(dao)具表面的趨(qu)勢。
2.可靠(kao)緊湊(cou)的機床夾(jia)具(ju)
醫療器械加工設(she)備(bei)需要能加工由難(nan)加工材(cai)料(如鈦合金或不銹鋼)制成的、精度要求高的小而復雜的零件，像加工骨頭及關節的替代件就相當復雜。由于被加工材料的切削性能差，毛坯通常為棒料——這意味著大量金屬需要被去除。因此，一部分零件被鑄造成接近成品的形狀，但這也增加了麻煩——需要制造復雜而昂貴的夾具。增加加工復雜性的另一因素是公差范圍窄。
醫療器械零部件工(gong)件材料(liao)、加(jia)工(gong)精(jing)度(du)、表面光潔度(du)等要求高，這(zhe)就要求加(jia)工(gong)系(xi)統可靠性高。從而，也就對機床(chuang)、夾具(ju)、刀具(ju)、CAM軟件等提出了極高的要求。工件通常在瑞士自動車床、多主軸機床和回轉工作臺等先進的醫療器械加工設備上加工。這些機床的特點大都是尺寸非常小、結構非常緊湊。
醫療(liao)器械零(ling)部件加(jia)工(gong)的(de)特點及(ji)(ji)其要求，無疑推動(dong)了加(jia)工(gong)技術以及(ji)(ji)解決(jue)方案的(de)發展，以提高中(zhong)小(xiao)企業(ye)加(jia)工(gong)醫用器械的(de)競爭(zheng)力及(ji)(ji)生產效率。
3.穩定高效的刀具
一般來說，醫療器械行業與(yu)其(qi)他機械加工行業有三點(dian)不同：
第一，對機(ji)床(chuang)的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求比較高。像(xiang)瑞士自動車(che)床(chuang)、多(duo)主軸機(ji)床(chuang)和回轉工作臺等先進的(de)(de)(de)醫(yi)療器械(xie)加工設備，與通常(chang)看的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)加工中心及車(che)床(chuang)完(wan)全(quan)不同，他們的(de)(de)(de)尺寸非常(chang)小、結構(gou)非常(chang)緊湊。順應這樣的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求，刀(dao)具的(de)(de)(de)結構(gou)也需(xu)要(yao)(yao)有(you)特(te)殊的(de)(de)(de)設計，要(yao)(yao)求刀(dao)具的(de)(de)(de)尺寸也要(yao)(yao)很小，同時還要(yao)(yao)保證(zheng)刀(dao)具的(de)(de)(de)剛(gang)性。
第(di)二，對(dui)加工(gong)效率要(yao)求(qiu)高(gao)。對(dui)于(yu)醫療器械(xie)而言(yan)，最看重的(de)(de)(de)(de)就(jiu)是(shi)加工(gong)效率，也(ye)就(jiu)是(shi)加工(gong)節拍，要(yao)求(qiu)在最短的(de)(de)(de)(de)時間內，能(neng)夠更(geng)換刀(dao)片(pian)。此外(wai)，要(yao)求(qiu)刀(dao)具的(de)(de)(de)(de)壽命要(yao)盡可能(neng)的(de)(de)(de)(de)穩定、盡可能(neng)的(de)(de)(de)(de)長。應盡可能(neng)采(cai)用高(gao)品質的(de)(de)(de)(de)刀(dao)具，兼具涂層(ceng)、刃口(kou)、斷屑槽型、刀(dao)具結構形式的(de)(de)(de)(de)整體配合(he)的(de)(de)(de)(de)。這(zhe)樣，才能(neng)保證機床24小時運轉，才能以非常高的生產效率與市場上其他的競爭對手進行競爭，從而取得競爭優勢。
第(di)三，從工件(jian)本身來說，與其他機械零(ling)部件(jian)有著很(hen)大的(de)區別。植入人體的(de)醫療器(qi)械首(shou)先(xian)要(yao)求(qiu)表面光潔度(du)非常好，精度(du)非常高(gao)，不能有任何偏差，這就(jiu)需要(yao)刀具從刀片(pian)結構的(de)設(she)(she)計到刀片(pian)涂層的(de)設(she)(she)計都要(yao)滿(man)足很(hen)高(gao)的(de)加工要(yao)求(qiu)。此外，還(huan)包(bao)括(kuo)刀片(pian)的(de)重復定位精度(du)，在(zai)保證(zheng)效率提高(gao)的(de)同(tong)時不能忽視高(gao)質(zhi)量的(de)要(yao)求(qiu)。
4.完整的(de)解決方(fang)案
東莞兆恒(heng)深入(ru)分析了醫學器(qi)械工業(ye)植入(ru)物的特點，以提(ti)高(gao)這些(xie)非(fei)常關鍵的元件(jian)的加工性。為(wei)(wei)配合此類零件(jian)制(zhi)造(zao)商采(cai)用(yong)他們(men)已有的生產設(she)備，東莞(guan)兆恒17年來一直與(yu)全(quan)球著名的醫療(liao)設(she)備制(zhi)造(zao)商一起為(wei)(wei)全(quan)球的醫療(liao)行業(ye)提(ti)供更高(gao)精度的設(she)備，用(yong)高(gao)、精、尖(jian)產品(pin)服務于(yu)社會。