医疗加工：切削刀具制造商提供成功见解和建议

随着技术和材料的不断改进，医疗植入物制造有望实现显着增长。在这里，专家们就医疗加工中使用的材料、方法和机床提供了宝贵的见解。

每个工业部门都面临着独特的挑战，但医疗机械加工却是最大的挑战。精密的公差、复杂的几何形状和细致的可追溯性——这些只是医疗商店要在这个苛刻的领域竞争时必须跨越的几个障碍。

幸运的是，很多知识渊博的人愿意分享应用建议，从这里引用的专家开始。

考虑材料。仅次于航空航天及其高温超合金，用于制造医疗部件的金属在可加工性方面紧随其后。 Emuge Corp. 的铣削产品经理 Dan Doiron 解释说，例如，钴铬棒料和铸件通常用于制造膝关节植入物的股骨（上部）部件，钛用作下方的胫骨托。 17-4 PH 等不锈钢在医疗应用中也很常见，例如在植入物安装过程中使用的手术对准和夹紧工具。

所有这些都很难加工，并且都需要特定材料的切削工具才能获得最大的生产力。
 

“无论是哪种合金，我总是建议客户在选择切削工具时参考我们的网站或目录，”他说。 “我们拥有适用于各种医疗材料的各种几何形状，以及有助于保持使用寿命和提供最佳工具寿命的涂层。”

M.A. Ford Mfg. Co. Inc. 的应用工程师 Derek Nading 对此表示赞同，并指出定制切割工具在医疗领域也很常见。

“我们制造了许多用于医疗用途的特殊铰刀和阶梯钻，其中一家商店可能希望在一次操作中完成两个或多个零件特征，”他说。 “圆桶刀，也称为圆弧段工具，也变得越来越流行，主要用于髋关节置换和其他复杂植入物的加速精加工。”

KYOCERA SGS 研发工程师 Jake Rutherford 警告说，刀具涂层可能在特定的医疗应用中被禁止。

“这就是我们提供涂层或未涂层工具的原因，”他说。 “我去过那些很难甚至不可能验证工艺的商店，因为担心会在组件上留下涂层的微观元素，这些元素反过来可能会渗入人体。”

有条不紊的方法

注意最后一个术语：过程验证。与制造关键航空部件的制造商一样，医疗车间必须经常提交他们的加工工艺以供客户批准，并且一旦得到验证，就会被冻结在原地。事后与这些流程的任何偏差都需要额外的批准，这使得持续改进充其量是繁琐的。

这个故事的一个寓意是，医疗车间应该在工艺开发周期的早期引入切削工具专家。这有助于确保他们选择最好的刀具，确定最有效的刀具路径，并避免返回给客户进行验证后的更改。然而，在其他情况下，这样做是值得的，尤其是在已经运行多年的工作，或者在刀具技术方面工厂落后于时代的情况下。

一个典型的例子来自 OSG USA Inc.，该公司的地区经理 Dustin Loschiavo 与密歇根州的一家医疗店密切合作。

“在同意与我们合作后，我们和我们的一些工程师去年 10 月访问了他们的工厂，”Loschiavo 说。 “我们评估了他们的流程，查看了他们的机床和工件夹具，并提供了解决方案，只需四个组件，他们每年就可以为他们节省超过 300,000 美元。”

OSG 区域经理 Chris Dravis 并不感到惊讶。 “在这种特殊情况下，他们使用了 10 年前的切削工具技术，”他说。 “通过将它们转移到专为现代刀具路径设计的刀具上，他们能够大大提高刀具接合度，显着提高刀具寿命和金属去除率。诚然，将它们返回给客户并花时间重新验证流程会产生相关的内部成本，但在这种情况和许多其他情况下，这是非常值得的。”

OSG 地区经理 Aaron Kwapniewski 对此表示赞同，并指出目前国内有 6,500 多家医疗器械制造商，并且对缩短交货时间和降低价格的需求仍然很大。 “如果他们不利用最新最好的工具，他们就会把钱留在桌面上，并可能让自己面临失去业务给其他竞争对手的风险，”他指出。

Emuge 的 Dan Doiron 也有类似的经历。他说，存在确保植入物制造一致性的严格协议。可追溯性至关重要，要求企业记录他们用于特定零件的材料批次、机床甚至切削液类型。他说：“如果没有审查为什么需要进行更改，通常不允许更改为不同品牌的切削工具。” “尽管如此，如果商店要保持竞争力，这通常是一种必要的痛苦。”

其中许多零件都很小，很容易落入微加工领域。 KYOCERA SGS 应用工程师 Jacob Rak 列出了一些较小的医疗组件，从支架和接骨螺钉到用于心脏泵和呼吸监测传感器的部件。瑞士式数控车床长期以来一直用于加工其中的许多，5 轴加工中心更常见于植入物制造。

“医疗零件通常具有独特的几何形状，并且由困难的材料制成，因此工作要求很高，”他说。 “不管你在做什么，如果你想要有竞争力，你就需要你能买得起的最好的设备。”

抬高工具栏

无论使用哪种机床，无论零件是什么，严格的公差和极其精细的表面光洁度意味着制造商还必须提高他们的工具夹持标准。对最小跳动和最大刚度的需求要求尽可能使用收缩配合或液压卡盘。小型刀具可能需要投资加速器头以达到正确的运行速度，并且必须使用过滤的高压冷却液。并且始终遵循刀具制造商的建议——大多数人都同意机械师通常害怕尽可能用力推动刀具，这通常会导致刀具过早磨损。

有些人也害怕投资高质量的工具或寻求帮助来选择它们。根据 Doiron 的说法，他指出 Emuge 与大多数切削刀具制造商一样，对硬质合金等级、涂层、前角和螺旋角、端部缺口等进行科学测试。是的，所有这些公司都想销售工具，但最好的方法是为他们的客户提供成功的结果。

“投资于应用程序的最佳工具可能意味着熄灯之间的差异，甚至是盈亏之间的差异，”他指出。 “这就是我作为最终用户和在 Emuge 工作的经验。”

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