因?yàn)樾鹿跔罘窝椎谋l(fā),，醫(yī)療器械設(shè)備的需求量在全球呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì),。
醫(yī)療器械制造商們也在持續(xù)尋覓更佳的車削中心及刀具以提升其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),，這也成為刀具業(yè)增長(zhǎng)的一大重要的渠道,。難加工的材料,、復(fù)雜的工件形狀以及頻繁的小批量生產(chǎn)對(duì)用于加工專業(yè)醫(yī)療器械的刀具提出了很高的要求,，在新的世界經(jīng)濟(jì)一體化浪潮中,，全球制造業(yè)加速向中國(guó)大陸地區(qū)轉(zhuǎn)移已是大勢(shì)所趨,，中國(guó)也將逐步發(fā)展成為世界級(jí)的制造業(yè)基地。
“全球通用機(jī)械,、汽車,、航空航天、能源,、醫(yī)療,、軌道交通、模具機(jī)床等行業(yè)都離不開刀具裝備,?！睆慕窈蟀l(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，全球刀具市場(chǎng)未來(lái)5年預(yù)計(jì)年增長(zhǎng)3%~5%,，按這樣的增長(zhǎng)速度,，我們?nèi)匀环€(wěn)居世界第一把交椅。從國(guó)內(nèi)刀具的供應(yīng)來(lái)看,，國(guó)產(chǎn)刀具占據(jù)主流地位,，達(dá)65%。
一,、醫(yī)療器械行業(yè)對(duì)專業(yè)的精密刀具提出了新要求
難加工的材料,、復(fù)雜的工件形狀以及頻繁的小批量生產(chǎn)對(duì)用于加工專業(yè)醫(yī)療器械的刀具提出了很高的要求,。如移植產(chǎn)品和假肢，在成功的外科手術(shù)中起著十分重要的作用,，可幫助外科醫(yī)生實(shí)現(xiàn)最佳的醫(yī)療效果,。加工醫(yī)療器械的刀具在很大程度上決定著醫(yī)療器械的質(zhì)量。
刀具在醫(yī)療器械制造中的用途是多樣廣泛的,，可以加工大型設(shè)備(如電腦X線斷層攝影機(jī))外殼類較簡(jiǎn)單的工件,，而對(duì)于移植產(chǎn)品或用于修復(fù)顱蓋骨或治療骨折的工件生產(chǎn)則更富有挑戰(zhàn)性。
1.精密——最基本的要求
微米范圍內(nèi)的公差在醫(yī)療行業(yè)很常見,，選擇正確的刀具需要敏銳的洞察力和豐富的經(jīng)驗(yàn),。一方面，即使鉆削小孔也需要使用潤(rùn)滑劑減小摩擦,，可靠地散熱和處理刀刃處的細(xì)鐵屑;另一方面,，在生產(chǎn)尖端醫(yī)療器械時(shí)(無(wú)毛刺)時(shí)需要使用鋒利且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的切削刀具以獲得高質(zhì)量的表面。常用切削工具是高速鋼鉆頭或整體硬質(zhì)合金鉆頭,。
例如,，東莞兆恒鉆頭針對(duì)如鈦、不銹鋼,、貴金屬甚至復(fù)合材料等難加工材料進(jìn)行加工,，鉆頭的直徑可達(dá)0.1mm。
2.銑削和鉆孔
由于設(shè)計(jì)的獨(dú)特性,，超長(zhǎng)內(nèi)冷瘋狂鉆在每階段鉆削過(guò)程中,，以及在所有材料的應(yīng)用中，所產(chǎn)生的切屑都很短,，并且不會(huì)產(chǎn)生卷繞,。超長(zhǎng)內(nèi)冷瘋狂鉆，鉆孔深度可達(dá)50倍徑,。采用特殊定制涂層,，進(jìn)一步保證其卓越的切削條件和刀具壽命，操作簡(jiǎn)單及高精度確保無(wú)故障的經(jīng)濟(jì)鉆削,。
3.定制復(fù)合刀具方案節(jié)省時(shí)間和金錢
與從事其他行業(yè)的公司一樣，從事醫(yī)療行業(yè)的公司也面臨著日益增長(zhǎng)的成本壓力,。一個(gè)公司要想立足于競(jìng)爭(zhēng)激烈的國(guó)際化大舞臺(tái),，就必須以低成本生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。對(duì)于移植產(chǎn)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(fù)雜的工件幾何形狀對(duì)產(chǎn)品的精確性提出了很大的挑戰(zhàn)。
針對(duì)某些加工,，以前可能需要三把標(biāo)準(zhǔn)刀具,，但現(xiàn)在只需要一把復(fù)合刀具,，以一道工序代替以往的三道工序，從而節(jié)省了時(shí)間和成本,。
??比如,，加工1500個(gè)工件，每一工件節(jié)約2分鐘,，就可以節(jié)約50小時(shí)的機(jī)器工時(shí),。
二、醫(yī)療器械產(chǎn)品加工難點(diǎn)分析
1.難加工的鈦合金材料
90%的醫(yī)療器械植入部件由Ti6Al-4V鈦合金制成,，源于輕質(zhì),、高強(qiáng)度及高的生物相容性，鈦合金6AL-4V成為醫(yī)用植入器械的最常用的材料,。鈦合金6AL-4V通常用于髖關(guān)節(jié),、骨螺釘、膝關(guān)節(jié),、接骨板,、種植牙、脊椎連接元件的制作,。鈦合金具有加工硬化的特性,。加工過(guò)程剪切角大，產(chǎn)生的切屑薄,，并在刀具上形成相對(duì)小的接觸區(qū)域,。另外，加工過(guò)程中高的切削力,，結(jié)合切屑流動(dòng)時(shí)的摩擦力,，將綜合導(dǎo)致刀具局部切削熱過(guò)高。而鈦合金熱傳導(dǎo)性差,，令切削熱不能很快地傳導(dǎo)出去,。于是，大量的切削熱集中于切削刃及刀具表面,。高的切削力,，切削熱會(huì)綜合引起月牙洼的產(chǎn)生，并引起刀具的快速失效,。
相對(duì)低的彈性模量,，使得鈦合金相對(duì)于鋼彈性更佳。因此,，應(yīng)避免切削力過(guò)大,，以保障工件的反彈小。薄壁件在刀具壓力下有變形的趨勢(shì)，引起震顫,、摩擦甚至公差問(wèn)題,。解決問(wèn)題的關(guān)鍵是保證整個(gè)系統(tǒng)的剛性，采用鋒利切削刃,、正確的幾何形體的刀具是非常必要的,。另外，鈦合金具有在高溫下與切削刀具發(fā)生化學(xué)反應(yīng)合金化的趨勢(shì),，其切屑有焊接到刀具表面的趨勢(shì),。
2.可靠緊湊的機(jī)床夾具
醫(yī)療器械加工設(shè)備需要能加工由難加工材料(如鈦合金或不銹鋼)制成的、精度要求高的小而復(fù)雜的零件,，像加工骨頭及關(guān)節(jié)的替代件就相當(dāng)復(fù)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(fù)雜而昂貴的夾具,。增加加工復(fù)雜性的另一因素是公差范圍窄,。
醫(yī)療器械零部件工件材料、加工精度,、表面光潔度等要求高,，這就要求加工系統(tǒng)可靠性高。從而,，也就對(duì)機(jī)床,、夾具、刀具,、CAM軟件等提出了極高的要求,。工件通常在瑞士自動(dòng)車床、多主軸機(jī)床和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等先進(jìn)的醫(yī)療器械加工設(shè)備上加工,。這些機(jī)床的特點(diǎn)大都是尺寸非常小,、結(jié)構(gòu)非常緊湊。
醫(yī)療器械零部件加工的特點(diǎn)及其要求,，無(wú)疑推動(dòng)了加工技術(shù)以及解決方案的發(fā)展,，以提高中小企業(yè)加工醫(yī)用器械的競(jìng)爭(zhēng)力及生產(chǎn)效率。
3.穩(wěn)定高效的刀具
一般來(lái)說(shuō),，醫(yī)療器械行業(yè)與其他機(jī)械加工行業(yè)有三點(diǎn)不同：
第一,，對(duì)機(jī)床的要求比較高。像瑞士自動(dòng)車床,、多主軸機(jī)床和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等先進(jìn)的醫(yī)療器械加工設(shè)備，與通常看的的加工中心及車床完全不同,，他們的尺寸非常小,、結(jié)構(gòu)非常緊湊。順應(yīng)這樣的要求,，刀具的結(jié)構(gòu)也需要有特殊的設(shè)計(jì),，要求刀具的尺寸也要很小，同時(shí)還要保證刀具的剛性,。
第二,，對(duì)加工效率要求高。對(duì)于醫(yī)療器械而言,，最看重的就是加工效率,，也就是加工節(jié)拍，要求在最短的時(shí)間內(nèi),，能夠更換刀片,。此外，要求刀具的壽命要盡可能的穩(wěn)定,、盡可能的長(zhǎng),。應(yīng)盡可能采用高品質(zhì)的刀具，兼具涂層,、刃口,、斷屑槽型、刀具結(jié)構(gòu)形式的整體配合的,。這樣,，才能保證機(jī)床24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，才能以非常高的生產(chǎn)效率與市場(chǎng)上其他的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng),，從而取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),。
第三，從工件本身來(lái)說(shuō),，與其他機(jī)械零部件有著很大的區(qū)別,。植入人體的醫(yī)療器械首先要求表面光潔度非常好，精度非常高,，不能有任何偏差,，這就需要刀具從刀片結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)到刀片涂層的設(shè)計(jì)都要滿足很高的加工要求。此外,，還包括刀片的重復(fù)定位精度,，在保證效率提高的同時(shí)不能忽視高質(zhì)量的要求。
4.完整的解決方案
東莞兆恒深入分析了醫(yī)學(xué)器械工業(yè)植入物的特點(diǎn),，以提高這些非常關(guān)鍵的元件的加工性,。為配合此類零件制造商采用他們已有的生產(chǎn)設(shè)備，東莞兆恒17年來(lái)一直與全球著名的醫(yī)療設(shè)備制造商一起為全球的醫(yī)療行業(yè)提供更高精度的設(shè)備，用高,、精,、尖產(chǎn)品服務(wù)于社會(huì)。