Følg meg på: 
Alt du bør vite om CNC-bearbeiding av medisinske deler
Medisinsk utstyrsindustri er en industri som ikke tillater feil. Enhver feil operasjon vil påvirke folks liv og helse. Det involverer enorme produksjonslinjer som spenner fra kirurgiske kniver til kunstige ledd til stort diagnostisk utstyr, som krever nøyaktige dimensjoner, ekte materialer og spesifiserte overflatebehandlinger. Med fordelene med stramme toleranser, utmerket overflatefinish og kompatibilitet med hundrevis av materialer, er CNC-maskinering en av de ideelle maskineringsprosessene for spesialbearbeidede medisinske deler.
Fordeler med CNC-bearbeiding av medisinske deler
CNC-maskinering er en generell subtraktiv produksjonsprosess der produserte medisinske deler eller sammenstillinger kuttes fra materialer. Teknologien er så avansert at den datastøttede designfilen (CAD) leder CNC-maskinverktøyet langs riktig vei, erstatter verktøyet og kutter materialet nøyaktig for å produsere utmerket medisinsk utstyr, verktøy og deler, som er mye brukt i kirurgi. , tannlegeutstyr, diagnoseutstyr, etc.
Raskt. Sammenlignet med sprøytestøping krever ikke CNC-maskinering ekstra former, bare noen maskininnstillinger og konvertering av CAD-filer til G-kode. CNC-maskinverktøyet starter skjæreprogrammet raskt i henhold til instruksjonene, og kan vanligvis produsere komplekse deler i løpet av få timer. Former, derimot, tar uker eller til og med måneder. Medisinsk testing er vanligvis mer presserende. For eksempel raser den nåværende COVID-19 over hele verden, og etterspørselen etter testutstyr har økt kraftig. CNC-maskinering kan gi medisinske deler eller prototyper av høy kvalitet på kort tid, slik at produktene kan komme på markedet så snart som mulig.
Ingen mengdebegrensning. Under maskineringsprosessen kan CNC-maskinverktøyet identifisere om det skal bearbeides én del eller produseres flere deler. Sammenlignet med andre produksjonsprosesser er kostnadene ved å produsere en del mye mindre. Produksjon av engangs- eller individuelle spesialdeler er vanlig i den medisinske verden, for eksempel spesialisert medisinsk utstyr, apparater og andre medisinske komponenter. CNC-maskinering er svært fordelaktig. For eksempel: Ulike menneskekroppsstrukturer krever forskjellige medisinske hjelpemidler, og det er derfor CNC-maskinering er en av grunnene til å produsere proteser, og det er ikke noe krav til minimumsbestillingsmengde.
Kompatibel med en rekke materialer. Enten det er rustfritt stål med høy styrke og høy seighet, titanlegering, aluminiumslegering eller til og med nikkel-molybdenlegering, eller teknisk plast som PEEK, teflon osv., kan CNC-prosessering være perfekt kompatibel, og hundrevis av materialer kan velges for å produsere medisinske deler eller prototyper. Sammenlignet med 3D-printing er materialvalget bredere.
Snære toleranser. Vanligvis krever medisinsk utstyr eller deler strenge toleranser, noe som ikke er vanskelig for CNC-maskinering. Spesielt 5-akset CNC-maskinering kan produsere deler med en toleranse på 0.005 mm, noe som oppfyller presisjonskravene til de fleste medisinske deler, noe som reduserer risikoen.
Utmerket overflatefinish. Sammenlignet med 3D-printing har deler produsert med CNC-prosessering vanligvis utmerket overflatefinish, og det er nesten ikke behov for å manuelt bearbeide overflaten på delen, som er veldig glatt.
Prosessen med CNC-bearbeiding av medisinske deler
CNC-fresing. For ekstra bekvemmelighet er 5-aksede CNC-fresetjenester fullt kapable til å lage deler av enhver form, ofte med de komplekse geometriene som medisinsk utstyr har. 5-akset CNC-maskinering refererer til 5-akset simultanmaskinering, ikke 3+2 akser eller 4+1 akser. Selv om mange produsenter skryter av å tilby 5-aksede CNC-maskineringstjenester, må du bekrefte at de kan tilby ekte 5-aksede simultanmaskineringstjenester.
CNC fresing
CNC Turning
CNC-dreiing. CNC-dreiing kan bearbeide deler med presis symmetri, som aksler, runde deler osv. CNC-dreieprosesser inkluderer skjæring, rifling, planfresing, forming, gjenging, broaching, boring og utboring.
CNC Swiss-maskinering/mikromaskinering. CNC Swiss-dreiebenker kan rotere deler langs 7, 9 eller til og med 12+ akser for å produsere kritiske små medisinske deler som nåler, spiker, beinskruer, suturankre, stenter, klips, katetre og mer på en brøkdel av tiden. CNC Swiss-maskinerte medisinske deler til stramme, presise toleranser.
Kvalitetsinspeksjon – trekoordinatinspeksjon. Medisinske komponenter eller prototyper må gjennomgå kvalitetskontroller etter bearbeiding. CMM-en beveger seg langs X-, Y- og Z-aksene i et fuktighets-/temperaturregulert laboratorium og registrerer toleransene til medisinske deler gjennom ulike visuelle eller kontaktmetoder. Den må oppfylle nøyaktighetskravene til CAD-modeller og 2D-tegninger fullt ut, og oppfylle krav til pålitelighet og sikkerhet.
Generell CNC-bearbeiding medisinske deler størrelsesgrense
For tiden har toppmoderne CNC-maskinering og andre produksjonsteknologier som 3D-utskrift og sprøytestøping fortsatt visse begrensninger. CNC-bearbeiding av medisinske deler har også visse størrelsesbegrensninger, ikke alle medisinske deler krever en stram toleranse på +/- 0.0001 mm.
Forming og bøying: +/- 0.4 mm
Bøyning: +/- 0.2mm
Lineære dimensjoner: +/- 0.1 mm
Diameter med innsatser: +0.06 mm / -0.0 mm
Vinkel: +/- 2°
Overflateruhet: Ra 100 uin maks
Materialer for CNC-produksjon av medisinske deler eller prototyper
Medisinsk materiale skal ha høy grad av korrosjonsbestandighet og styrke, og være lett sterilisert og rengjort. De mer vanlige er rustfritt stål, titanlegering, aluminiumslegering, magnesiumlegering, nikkel-titaniumlegering, etc. Basert på mer enn 20 års erfaring og praktisk utforskning, oppsummerer DDPROTOTYPE, en topp prototypeprodusent i Kina, de vanlige materialene som er egnet for CNC-behandlingsteknologi for å produsere medisinske deler, som følger.
Rustfritt stål 316/L. Rustfritt stål 316/L er svært korrosjonsbestandig og er et vanlig materiale for medisinsk utstyr.
Rustfritt stål 304. Rustfritt stål 304 har korrosjonsbestandighet og god maskinbearbeidbarhet. Det er et av de mest brukte materialene for produksjon av medisinske deler, men det kan ikke varmebehandles. Hvis det kreves et hardere rustfritt stål, er rustfritt stål 18-8 mer egnet.
Rustfritt stål 17-4. Rustfritt stål 17-4, som ofte brukes i medisinsk utstyr, er en høyfast, korrosjonsbestandig rustfri stållegering som kan varmebehandles.
Titan grad 2. Titan grad 2 er et høyrent, ulegert titanmateriale som er høyfast, lett og har høy varmeledningsevne.
Titan grad 5. Slik som Ti-6Al-4V , som har et utmerket styrke-til-vekt-forhold, god korrosjonsbestandighet, sveisebarhet og biokompatibilitet, er fleksibilitet, giftfri, er en av de vanligste titanlegeringene og produseres mye for menneskelige implantater og gjenstander, som proteser, menneskelige ledd osv.
Nitinol ® : Nitinol er en legering av titan og nikkel, som har blitt høyt anerkjent av det medisinske miljøet de siste årene. Den har minne, utmerket dempningskoeffisient, biokompatibilitet og elastisitet, og er svært egnet for produksjon av ulike typer medisinsk utstyr.
Koboltkromlegering . Koboltkrom (Cobalt Chrome) er en høyfast metalllegering bestående av kobolt og krom. Det er et annet biokompatibelt metall og har blitt et av de godkjente materialene for tann- og ortopediske implantater.
Magnesiumlegering. Magnesiumlegering er et lettmetall som også er biokompatibelt og mye brukt i produksjon av hjertestenter.
Aluminiumslegering. Aluminiumslegeringer, som aluminium 6061-T6, har blitt hovedmaterialet for produksjon av diverse medisinsk utstyr. De er sterke, lette, korrosjonsbestandige og formbare. I tillegg er aluminiumsdeler eller prototyper svært økonomiske og kostnadseffektive. Anodisert aluminium kan ytterligere forbedre korrosjonsmotstand og styrke, og en rekke farger kan forbedre estetikken.
Andre metallmaterialer. Inkluderer messing, bronse, kobber, gamma, hastelloy, inconel, invar, mangan, molybden, monel, nikkel, nitro, platina, stellitt, waspaloy, sink og mange flere superlegeringer, etc.
Vanlige medisinske plastmaterialer har fuktbestandighet og gode termiske egenskaper, og må også steriliseres med høy temperatur, gammastråler eller etylenoksid. Sammenlignet med metaller er plast ikke magnetisk og forstyrrer ikke diagnostiske resultater og brukes ofte i medisinsk testutstyr.
Delrin . Delrin er en ikke-absorberende, slitesterk harpiks med lav friksjonskoeffisient.
Polykarbonat (PC). PC har utmerkede mekaniske og strukturelle egenskaper, med nesten dobbelt så høy strekkfasthet som ABS.
PEEK. PEEK er vanligvis en erstatning for metalldeler, og er korrosjonsbestandig, slitesterk, har utmerket strekkfasthet og kan fungere under høy temperatur og høyt trykk.
UHMWPE. UHMWPE har lav friksjonskoeffisient, slagfasthet, kjemisk motstand og absorberer ikke vann, så det er et generelt materiale.
PTFE (Teflon). PTFE kan operere i ekstreme temperaturer, har utmerket kjemisk motstand, er en utmerket isolator og er et av de mest brukte materialene for å lage medisinske deler eller prototyper.
Carolete G-10. Garolite G-10 er et alternativt materiale for medisinske metalldeler, har høy styrke og lav vannabsorpsjon, og er ikke magnetisk.
Overflatebehandlingsprosess av CNC medisinske deler
Siden medisinske deler eller produkter er i nær kontakt med menneskekroppen, kreves den sikreste og miljøvennlige overflatebehandlingsprosessen.
Anodisering . Gjennom elektrolytisk passivering kan et tynt lag med metalloksid dannes på overflaten av CNC-maskinerte medisinske deler for å beskytte metallet og ytterligere forbedre korrosjonsmotstanden og slitestyrken. Det finnes forskjellige fargealternativer, samt forbedre korrosjonsmotstanden og slitestyrken. Denne prosessen er mest brukt på medisinske deler av aluminiumslegering. Rustfritt stål, kobber, titan, sinklegeringer og magnesiumlegeringer kan også anodiseres.
anodisering
passivisering
Passivering. Passivering brukes ofte på stål og rustfritt stål. Den sure løsningen fjerner fritt jern og jernholdig jern fra overflaten, noe som ytterligere forbedrer korrosjons- og kjemisk motstand til stål og rustfritt stål og forhindrer rust.
Elektroplettering. Plettering, ofte nikkel eller krom, danner et tynt belegg på overflaten av metallet som gir tykkelse til små deler, forhindrer rust og forbedrer korrosjonsmotstanden.
Polering . Overflaten på medisinske deler gnides eller behandles kjemisk for å gjøre overflaten ekstremt glatt og oppnå en speileffekt.
Spraymaling. Spraymaling og pigmenter på overflaten av medisinske deler for å forbedre estetikken og unngå korrosjon eller oksidasjon. Det brukes ofte på metalldeler som aluminium og rustfritt stål, samt forskjellige deler av teknisk plast.
Bruk av medisinsk utstyr til CNC-maskinering
Medisinske implantater. CNC-maskinering av deler til kroppsimplantater er en stor utvikling innen det medisinske feltet, som hofteproteser, hofteimplantater, ryggimplantater, kneimplantater og mer. Vanlig valgte materialer er: titanlegering, kobolt-kromlegering, rustfritt stål, PEEK, etc.
Kirurgiske instrumenter. Den høye presisjonen og den feilfrie designen til kirurgiske instrumenter kan avgjøre om en prosedyre er avgjørende, og noen ganger kreves det strengere toleranser som +/- 0.002 mm. Vanlige CNC-behandlede kirurgiske instrumenter inkluderer: avstandsstykker, klips, tang, kniver, kirurgiske sakser, håndtak til deler, sager, pinsetter, avstandsstykker osv. Materialene som vanligvis velges er: rustfritt stål, spesielt AISI 316L, titanlegering osv.
Elektronisk medisinsk utstyr. Mange elektroniske medisinske enheter består ofte av tusenvis av CNC-maskinerte deler, inkludert brytere, knapper, elektroniske hus og mer. Noen elektroniske medisinske enheter inkluderer: pulsmålere, MR-skannere og røntgenmaskiner, ultralydutstyr, MR-skannere, CT-skannere, diagnostisk utstyr, skjermer og mer.
Sertifisering av CNC maskineringsverksteder
Å produsere medisinske deler eller prototyper er ikke det samme som å produsere deler til andre bransjer. For det meste vanlige metall- eller plastdeler trenger bare å følge kravene i ISO 9001 kvalitetsstyring, men produksjon av medisinske deler må også oppfylle ytterligere standarder. I henhold til internasjonale standarder må organisasjoner som er involvert i medisinsk design, utvikling, produksjon, lagring, distribusjon, installasjon eller reparasjon demonstrere evnen til å "levere medisinsk utstyr og relaterte tjenester som konsekvent oppfyller kundens og gjeldende regulatoriske krav."
ISO 9001: ISO 9001 gjelder for ulike bransjer og er en generell standard for kvalitetskontroll. Den bidrar til å minimere kostnader og fremme bedriftsvekst.
ISO 13485: Denne standarden vektlegger prosessovervåking av CNC-maskinering av medisinske deler og standardiserer produksjonsprosessen. Detaljene i denne standarden er strengere enn ISO9001, som prosessverifisering, risikostyring og kvalitetskontroll.
ISO 14001: I likhet med ISO5001 er det en retningslinje om at CNC-maskinering av medisinske deler kan redusere energiforbruk og avfallsproduksjon.
CNC-maskinering blir mer og mer populært innen det medisinske feltet. Det er en ideell produksjonsprosess for å produsere deler av medisinsk utstyr med komplekse strukturer og harde materialer. Spesielt har 5-akset samtidig bearbeiding gitt enestående bidrag til produksjonen av ulike ortopediske implantater og tannimplantater.
