Volg me op: 
Alles wat u moet weten over CNC-bewerking van medische onderdelen
De medische hulpmiddelenindustrie is een industrie die geen fouten toelaat. Elke onjuiste bediening zal het leven en de gezondheid van mensen beïnvloeden. Het gaat om enorme productielijnen, variërend van chirurgische messen tot kunstmatige gewrichten tot grote diagnostische apparatuur, waarvoor nauwkeurige afmetingen, echte materialen en gespecificeerde oppervlaktebehandelingen nodig zijn. Met de voordelen van nauwe toleranties, uitstekende oppervlakteafwerking en compatibiliteit met honderden materialen, is CNC-bewerking een van de ideale bewerkingsprocessen voor op maat gemaakte medische onderdelen.
Voordelen van CNC-bewerking van medische onderdelen
CNC-bewerking is een subtractief fabricageproces voor algemeen gebruik waarbij gefabriceerde medische onderdelen of samenstellingen uit materialen worden gesneden. De technologie is zo geavanceerd dat het computer-aided design (CAD)-bestand de CNC-bewerkingsmachine langs het juiste pad leidt, het gereedschap vervangt en het materiaal nauwkeurig snijdt om uitstekende medische apparatuur, gereedschappen en onderdelen te produceren, die veel worden gebruikt in chirurgie , tandheelkundige apparatuur, diagnostische apparatuur, etc.
Snel. Vergeleken met spuitgieten, vereist CNC-bewerking geen extra matrijzen, alleen enkele machine-instellingen en de conversie van CAD-bestanden naar G-code. De CNC-bewerkingsmachine start het snijprogramma snel volgens de instructie en kan meestal binnen een paar uur complexe onderdelen vervaardigen. Schimmels daarentegen kosten weken of zelfs maanden. Medische testen zijn meestal urgenter. Zo raast het huidige COVID-19 de wereld rond en is de vraag naar testapparatuur enorm gestegen. CNC-bewerking kan in korte tijd hoogwaardige medische onderdelen of prototypes opleveren, zodat producten zo snel mogelijk op de markt kunnen worden gebracht.
Geen hoeveelheidslimiet. Tijdens het bewerkingsproces kan de CNC-bewerkingsmachine aangeven of een onderdeel moet worden verwerkt of dat er meerdere onderdelen moeten worden vervaardigd. Vergeleken met andere fabricageprocessen zijn de productiekosten van een onderdeel veel lager. De productie van eenmalige of individuele onderdelen op maat is gebruikelijk in de medische wereld, zoals gespecialiseerde medische hulpmiddelen, apparaten en andere medische componenten. CNC-bewerking is zeer voordelig. Bijvoorbeeld: verschillende menselijke lichaamsstructuren vragen om verschillende medische hulpmiddelen, daarom is CNC-bewerking een van de redenen voor het vervaardigen van prothesen en is er geen minimale bestelhoeveelheid vereist.
Compatibel met verschillende materialen. Of het nu gaat om zeer sterk, zeer taai roestvrij staal, titaniumlegering, aluminiumlegering of zelfs nikkel-molybdeenlegering, of technische kunststoffen PEEK, Teflon, enz., CNC-verwerking kan perfect compatibel zijn en honderden materialen kunnen worden geselecteerd om medische onderdelen of prototypes te vervaardigen. In vergelijking met 3D-printen is de materiaalkeuze breder.
Nauwe toleranties. Gewoonlijk vereisen medische apparatuur of onderdelen strikte toleranties, wat niet moeilijk is voor CNC-bewerkingen, met name 5-assige CNC-bewerkingen kunnen onderdelen vervaardigen met een tolerantie van 0.005 mm, wat voldoet aan de precisie-eisen van de meeste medische onderdelen, waardoor het risico wordt verkleind.
Uitstekende oppervlakteafwerking. In vergelijking met 3D-printen hebben onderdelen die door CNC-verwerking zijn vervaardigd meestal een uitstekende oppervlakteafwerking en is het bijna niet nodig om het oppervlak van het onderdeel, dat erg glad is, handmatig opnieuw te bewerken.
Het proces van CNC-bewerking van medische onderdelen
CNC-frezen. Voor extra gemak zijn 5-assige CNC-freesdiensten volledig in staat om onderdelen van elke vorm te maken, vaak met de complexe geometrieën die medische apparaten hebben. 5-assige CNC-bewerking verwijst naar 5-assige simultaanbewerking, niet naar 3+2 assen of 4+1 assen. Hoewel veel fabrikanten opscheppen over het leveren van 5-assige CNC-bewerkingsservices, moet u bevestigen dat ze echte 5-assige simultane CNC-bewerkingsservices kunnen bieden.
CNC frezen
CNC Draaien
CNC draaien. CNC-draaien kan onderdelen met precieze symmetrie verwerken, zoals assen, ronde onderdelen, enz. CNC-draaiprocessen omvatten snijden, kartelen, vlakken, vormen, draadsnijden, brootsen, boren en kotteren.
CNC Zwitserse bewerking/microbewerking. CNC Swiss Machining Draaibanken kunnen onderdelen draaien langs 7, 9 of zelfs 12+ assen om kritieke kleine medische onderdelen zoals naalden, spijkers, botschroeven, hechtankers, stents, clips, katheters en meer in een fractie van de tijd te vervaardigen. CNC Zwitsers gefreesde medische onderdelen met nauwkeurige toleranties.
Kwaliteitsinspectie – inspectie met drie coördinaten. Medische componenten of prototypes moeten na verwerking kwaliteitscontroles ondergaan. De CMM beweegt langs de X-, Y- en Z-assen in een laboratorium met luchtvochtigheid/temperatuurregeling en detecteert de toleranties van medische onderdelen via verschillende visuele of contactmethoden. Het moet volledig voldoen aan de nauwkeurigheidseisen van CAD-modellen en 2D-tekeningen, en aan betrouwbaarheids- en veiligheidseisen.
Algemene limiet voor de grootte van medische onderdelen voor CNC-bewerkingen
Momenteel hebben state-of-the-art CNC-bewerkingen en andere productietechnologieën zoals 3D-printen en spuitgieten nog steeds bepaalde beperkingen. CNC-bewerking van medische onderdelen heeft ook bepaalde afmetingenbeperkingen, niet alle medische onderdelen vereisen een nauwe tolerantie van +/- 0.0001 mm.
Vormen en buigen: +/- 0.4 mm
Buigen: +/- 0.2mm
Lineaire afmetingen: +/- 0.1 mm
Diameters met inzetstukken: +0.06 mm / -0.0 mm
Hoekigheid: +/- 2°
Oppervlakteruwheid: Ra 100 uin max
Materialen voor CNC-productie van medische onderdelen of prototypes
Medische materialen moeten een hoge mate van corrosieweerstand en sterkte hebben en gemakkelijk gesteriliseerd en gereinigd kunnen worden. De meest voorkomende zijn roestvrij staal, titaniumlegering, aluminiumlegering, magnesiumlegering, nikkel-titaniumlegering, enz. Op basis van meer dan 20 jaar ervaring en praktische verkenning vat DDPROTOTYPE, een fabrikant van topprototypes in China, de gebruikelijke materialen samen die geschikt zijn voor CNC-verwerkingstechnologie om medische onderdelen te vervaardigen, als volgt.
Roestvrij staal 316/L.Roestvrij staal 316/L is zeer corrosiebestendig en is een veelgebruikt materiaal voor medische hulpmiddelen.
Roestvrij staal 304.Roestvrij staal 304 heeft corrosieweerstand en goede bewerkbaarheid. Het is een van de meest gebruikte materialen voor het vervaardigen van medische onderdelen, maar het kan niet met hitte worden behandeld. Indien een harder RVS gewenst is, is RVS 18-8 geschikter.
Roestvrij staal 17-4. Roestvrij staal 17-4, vaak gebruikt in medische apparatuur, is een zeer sterke, corrosiebestendige roestvrijstalen legering die warmtebehandeld kan worden.
Titaniumgraad 2.Titanium Grade 2 is een zeer zuiver, ongelegeerd titaniummateriaal dat zeer sterk, licht van gewicht is en een hoge thermische geleidbaarheid heeft.
Titaniumgraad 5.Zoals Ti-6Al-4V, met een uitstekende sterkte-gewichtsverhouding, goede corrosieweerstand, lasbaarheid en biocompatibiliteit, flexibiliteit, niet-toxisch, is een van de meest voorkomende titaniumlegeringen en wordt op grote schaal vervaardigd voor menselijke implantaten. Voorwerpen, zoals kunstmatige ledematen, menselijke gewrichten, enz.
Nitinol®: Nitinol is een legering van titanium en nikkel, die de laatste jaren zeer wordt erkend door de medische gemeenschap. Het heeft geheugen, uitstekende dempingscoëfficiënt, biocompatibiliteit en elasticiteit en is zeer geschikt voor het vervaardigen van verschillende soorten medische apparatuur.
Kobalt-chroomlegering. Cobalt Chrome (Cobalt Chrome) is een zeer sterke metaallegering die is samengesteld uit kobalt en chroom. Het is een ander biocompatibel metaal en is een van de goedgekeurde materialen geworden voor tandheelkundige en orthopedische implantaten.
Magnesium legering.Magnesiumlegering is een lichtgewicht metaal dat ook biocompatibel is en veel wordt gebruikt bij de vervaardiging van cardiale stents.
Aluminium profiel.Aluminiumlegeringen, zoals aluminium 6061-T6, zijn het belangrijkste materiaal geworden voor de vervaardiging van verschillende medische hulpmiddelen. Ze zijn sterk, lichtgewicht, corrosiebestendig en kneedbaar. Bovendien zijn aluminium onderdelen of prototypes zeer economisch en kostenbesparend. Geanodiseerd aluminium kan de corrosieweerstand en sterkte verder verbeteren en een verscheidenheid aan kleuren kan de esthetiek verbeteren.
Andere metalen materialen.Bevat messing, brons, koper, gamma, hastelloy, inconel, invar, mangaan, molybdeen, monel, nikkel, nitro, platina, stelliet, waspaloy, zink en nog veel meer andere superlegeringen, enz.
Gangbare medische kunststoffen zijn vochtbestendig en hebben goede thermische eigenschappen, en moeten ook worden gesteriliseerd door middel van hoge temperaturen, gammastralen of ethyleenoxide. In vergelijking met metalen zijn kunststoffen niet magnetisch en interfereren ze niet met diagnostische resultaten en worden ze vaak gebruikt in medische testapparatuur.
Delrin.Delrin is een niet-absorberende, slijtvaste en lage wrijvingscoëfficiënt hars.
Polycarbonaat (PC).PC heeft uitstekende mechanische en structurele eigenschappen, met bijna tweemaal de treksterkte van ABS.
KIJKJE.PEEK, meestal een vervanging voor metalen onderdelen, is corrosiebestendig, slijtvast, heeft een uitstekende treksterkte en kan werken onder hoge temperaturen en hoge druk.
UHMWPE.UHMWPE heeft een lage wrijvingscoëfficiënt, slagvastheid, chemische weerstand en neemt geen water op, dus het is een algemeen materiaal.
PTFE (teflon).PTFE kan werken bij extreme temperaturen, heeft een uitstekende chemische weerstand, isoleert uitstekend en is een van de meest gebruikte materialen voor het maken van medische onderdelen of prototypes.
Carolete G-10.Garolite G-10 is een alternatief materiaal voor metalen medische onderdelen, heeft een hoge sterkte en lage waterabsorptie en is niet magnetisch.
Oppervlaktebehandelingsproces van CNC medische onderdelen
Aangezien medische onderdelen of producten in nauw contact staan met het menselijk lichaam, is het veiligste en milieuvriendelijke oppervlaktebehandelingsproces vereist.
Anodiseren. Door middel van elektrolytische passivering kan een dunne laag metaaloxide worden gevormd op het oppervlak van medische CNC-bewerkingsonderdelen om het metaal te beschermen en de corrosieweerstand en slijtvastheid verder te verbeteren. Er zijn verschillende kleuropties, evenals verbetering van de corrosieweerstand en slijtvastheid. slijtvastheid. Dit proces wordt het meest gebruikt op medische onderdelen van aluminiumlegeringen. Ook roestvrij staal, koper, titanium, zinklegeringen en magnesiumlegeringen kunnen worden geanodiseerd.
Anodiseren
passivatie
Passivering.Passiveren wordt vaak toegepast op staal en RVS. De zure oplossing verwijdert vrij ijzer en ferro-ijzer van het oppervlak, waardoor de corrosie- en chemische weerstand van staal en roestvrij staal verder wordt verbeterd en roest wordt voorkomen.
Galvaniseren. Plating, vaak nikkel of chroom, vormt een dunne laag op het oppervlak van het metaal die kleine onderdelen dikker maakt, roest voorkomt en de corrosieweerstand verbetert.
Polijsten. Het oppervlak van medische onderdelen wordt gewreven of chemisch bewerkt om het oppervlak extreem glad te maken en een spiegeleffect te verkrijgen.
Spuitverf. Spray verf en pigmenten op het oppervlak van medische onderdelen om de esthetiek te verbeteren en corrosie of oxidatie te voorkomen. Het wordt vaak toegepast op metalen onderdelen zoals aluminium en roestvrij staal, maar ook op verschillende technische kunststof onderdelen.
Toepassing van CNC-bewerking van medische apparatuur
Medische implantaten.CNC-bewerking van onderdelen voor lichaamsimplantaten is een belangrijke ontwikkeling op medisch gebied, zoals heupprothesen, heupimplantaten, spinale implantaten, knie-implantaten en meer. Veelgebruikte materialen zijn: titaniumlegering, kobalt-chroomlegering, roestvrij staal, PEEK, enz.
Chirurgische instrumenten. De hoge precisie en het onberispelijke ontwerp van chirurgische instrumenten kunnen een procedure maken of breken, waarbij soms nauwere toleranties nodig zijn, zoals +/- 0.002 mm. Gangbare CNC-bewerkte chirurgische instrumenten zijn onder meer: afstandhouders, clips, tangen, messen, chirurgische scharen, stukhandvatten, zagen, pincetten, afstandhouders, enz. De gewoonlijk geselecteerde materialen zijn: roestvrij staal, vooral AISI 316L, titaniumlegering enz.
Elektronische medische apparatuur.Veel elektronische medische apparaten zijn vaak samengesteld uit duizenden CNC-gefreesde onderdelen, waaronder schakelaars, knoppen, elektronische behuizingen en meer. Enkele elektronische medische apparaten zijn: hartslagmeters, MRI-scanners en röntgenapparaten, ultrasone apparatuur, MRI-scanners, CT-scanners, diagnostische apparatuur, monitoren en meer.
Certificering van CNC-bewerkingsbedrijven
Het vervaardigen van medische onderdelen of prototypes is niet hetzelfde als het vervaardigen van onderdelen voor andere industrieën. Meestal hoeven gewone metalen of kunststof onderdelen alleen te voldoen aan de eisen van ISO 9001 kwaliteitsmanagement, maar ook de vervaardiging van medische onderdelen moet aan andere normen voldoen. Volgens internationale normen moeten organisaties die betrokken zijn bij medisch ontwerp, ontwikkeling, productie, opslag, distributie, installatie of reparatie aantonen dat ze in staat zijn om "medische hulpmiddelen en aanverwante diensten te leveren die consequent voldoen aan de eisen van de klant en de toepasselijke wettelijke vereisten".
ISO9001:ISO 9001 is van toepassing op verschillende industrieën en is een algemene norm voor kwaliteitscontrole. Het helpt de kosten te minimaliseren en de groei van het bedrijf te bevorderen.
ISO13485: Dit benadrukt de procesbegeleiding van CNC-verspanende medische onderdelen en standaardiseert het fabricageproces. De details van deze norm zijn strenger dan ISO9001, zoals procesverificatie, risicobeheer en kwaliteitscontrole.
ISO14001:Net als ISO5001 is het een richtlijn dat CNC-bewerking van medische onderdelen het energieverbruik en de afvalproductie kan verminderen.
CNC-bewerking wordt steeds populairder in de medische wereld. Het is een ideaal productieproces voor het vervaardigen van onderdelen van medische apparaten met complexe structuren en harde materialen. Vooral de 5-assige simultaanbewerking heeft een uitstekende bijdrage geleverd aan de fabricage van verschillende orthopedische implantaten en tandheelkundige implantaten.