Śledź mnie na: 
Wszystko, co powinieneś wiedzieć o obróbce części medycznych CNC
Branża urządzeń medycznych to branża, która nie dopuszcza błędów. Każda niewłaściwa obsługa wpłynie na życie i zdrowie ludzi. Obejmuje rozległe linie produkcyjne, od noży chirurgicznych, przez sztuczne stawy, po duży sprzęt diagnostyczny, wymagający dokładnych wymiarów, rzeczywistych materiałów i określonej obróbki powierzchni. Dzięki zaletom wąskich tolerancji, doskonałemu wykończeniu powierzchni i kompatybilności z setkami materiałów obróbka CNC jest jednym z idealnych procesów obróbki niestandardowych części medycznych.
Zalety obróbki CNC części medycznych
Obróbka CNC to proces produkcji subtraktywnej ogólnego przeznaczenia, w którym produkowane części lub zespoły medyczne są wycinane z materiałów. Technologia jest tak zaawansowana, że plik projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) prowadzi obrabiarkę CNC po właściwej ścieżce, zastępuje narzędzie i precyzyjnie tnie materiał, aby wyprodukować doskonały sprzęt medyczny, narzędzia i części, które są szeroko stosowane w chirurgii , sprzęt dentystyczny, sprzęt diagnostyczny itp.
Szybki. W porównaniu z formowaniem wtryskowym, obróbka CNC nie wymaga dodatkowych form, a jedynie niektóre ustawienia maszyny oraz konwersję plików CAD do G-kodu. Obrabiarka CNC szybko uruchamia program cięcia zgodnie z instrukcją i zwykle może wyprodukować skomplikowane części w ciągu kilku godzin. Z drugiej strony pleśnie trwają tygodnie, a nawet miesiące. Badania lekarskie są zwykle pilniejsze. Na przykład obecny COVID-19 szaleje na całym świecie, a zapotrzebowanie na sprzęt do testowania gwałtownie wzrosło. Obróbka CNC może zapewnić wysokiej jakości części medyczne lub prototypy w krótkim czasie, aby produkty trafiły na rynek tak szybko, jak to możliwe.
Brak limitu ilości. Podczas procesu obróbki obrabiarka CNC może określić, czy przetwarzać jedną część, czy wytwarzać wiele części. W porównaniu z innymi procesami produkcyjnymi koszt wytworzenia części jest znacznie mniejszy. Produkcja pojedynczych lub pojedynczych części na zamówienie jest powszechna w świecie medycznym, takich jak specjalistyczne urządzenia medyczne, aparaty i inne komponenty medyczne. Obróbka CNC jest bardzo korzystna. Na przykład: Różne struktury ludzkiego ciała wymagają różnych pomocy medycznych, dlatego obróbka CNC jest jednym z powodów produkcji protez i nie ma wymogu minimalnej wielkości zamówienia.
Kompatybilny z różnymi materiałami. Niezależnie od tego, czy jest to stal nierdzewna o wysokiej wytrzymałości i wytrzymałości, stop tytanu, stop aluminium, a nawet stop niklowo-molibdenowy, czy też tworzywa konstrukcyjne PEEK, Teflon itp., obróbka CNC może być doskonale kompatybilna i można wybrać setki materiałów do produkcji części medycznych lub prototypu. W porównaniu z drukiem 3D wybór materiałów jest szerszy.
Wąskie tolerancje. Zwykle sprzęt medyczny lub części wymagają ścisłych tolerancji, co nie jest trudne w obróbce CNC, zwłaszcza 5-osiowa obróbka CNC może wytwarzać części z tolerancją 0.005 mm, co spełnia wymagania dotyczące precyzji większości części medycznych, zmniejszając ryzyko.
Doskonałe wykończenie powierzchni. W porównaniu z drukowaniem 3D, części wytwarzane przez obróbkę CNC mają zwykle doskonałe wykończenie powierzchni i prawie nie ma potrzeby ręcznego ponownego przetwarzania powierzchni części, która jest bardzo gładka.
Proces obróbki CNC części medycznych
frezowanie CNC. Dla większej wygody usługi 5-osiowego frezowania CNC są w pełni zdolne do wykonywania części o dowolnym kształcie, często o złożonej geometrii, jaką mają urządzenia medyczne. 5-osiowa obróbka CNC odnosi się do 5-osiowej obróbki symultanicznej, a nie 3+2 osi lub 4+1 osi. Chociaż wielu producentów chwali się świadczeniem usług obróbki 5-osiowej CNC, prosimy o potwierdzenie, że mogą świadczyć usługi rzeczywistej 5-osiowej obróbki symultanicznej CNC.
Frezowanie CNC
Toczenie CNC
toczenie CNC. Toczenie CNC umożliwia obróbkę części o precyzyjnej symetrii, takich jak wały, części okrągłe itp. Procesy toczenia CNC obejmują cięcie, radełkowanie, planowanie, formowanie, gwintowanie, przeciąganie, wiercenie i wytaczanie.
Szwajcarska obróbka CNC/mikroobróbka. Szwajcarskie tokarki CNC mogą obracać części wzdłuż 7, 9 lub nawet 12+ osi, aby produkować krytyczne małe części medyczne, takie jak igły, gwoździe, śruby kostne, kotwy do szwów, stenty, zaciski, cewniki i inne w ułamku czasu. Części medyczne obrabiane CNC Swiss do wąskich precyzyjnych tolerancji.
Kontrola jakości – inspekcja w trzech współrzędnych. Komponenty medyczne lub prototypy muszą przejść kontrolę jakości po przetworzeniu. CMM porusza się wzdłuż osi X, Y i Z w laboratorium z regulowaną wilgotnością/temperaturą i wykrywa tolerancje części medycznych za pomocą różnych metod wizualnych lub kontaktowych. Musi w pełni spełniać wymagania dotyczące dokładności modeli CAD i rysunków 2D oraz spełniać wymagania dotyczące niezawodności i bezpieczeństwa.
Ogólny limit rozmiaru części medycznych do obróbki CNC
Obecnie najnowocześniejsza obróbka CNC i inne technologie produkcyjne, takie jak druk 3D i formowanie wtryskowe, nadal mają pewne ograniczenia. Obróbka CNC części medycznych ma również pewne ograniczenia rozmiarowe, nie wszystkie części medyczne wymagają ścisłej tolerancji +/- 0.0001 mm.
Formowanie i gięcie: +/- 0.4 mm
Gięcie: +/- 0.2 mm
Wymiary liniowe: +/- 0.1 mm
Średnice z wkładkami: +0.06mm / -0.0mm
Kątowość: +/- 2°
Chropowatość powierzchni: Ra 100 uin max
Materiały do produkcji CNC części medycznych lub prototypów
Materiały medyczne muszą charakteryzować się wysokim stopniem odporności na korozję i wytrzymałości oraz być łatwe do sterylizacji i czyszczenia. Bardziej powszechne to stal nierdzewna, stop tytanu, stop aluminium, stop magnezu, stop niklowo-tytanowy itp. Opierając się na ponad 20-letnim doświadczeniu i praktycznych poszukiwaniach, DDPROTOTYPE, wiodący producent prototypów w Chinach, podsumowuje popularne materiały odpowiednie dla technologii obróbki CNC do produkcji części medycznych, jak następuje.
Stal nierdzewna 316/L.Stal nierdzewna 316/L jest wysoce odporna na korozję i jest powszechnie stosowanym materiałem na wyroby medyczne.
Stal nierdzewna 304.Stal nierdzewna 304 ma odporność na korozję i dobrą skrawalność. Jest to jeden z najczęściej używanych materiałów do produkcji części medycznych, ale nie można go poddać obróbce cieplnej. Jeśli wymagana jest twardsza stal nierdzewna, bardziej odpowiednia jest stal nierdzewna 18-8.
Stal nierdzewna 17-4. Stal nierdzewna 17-4, powszechnie stosowana w sprzęcie medycznym, jest bardzo wytrzymałym, odpornym na korozję stopem stali nierdzewnej, który można poddać obróbce cieplnej.
Tytan klasy 2.Titanium Grade 2 to niestopowy materiał tytanowy o wysokiej czystości, który jest bardzo wytrzymały, lekki i ma wysoką przewodność cieplną.
Tytan klasy 5.Takich jak Ti-6Al-4V, który ma doskonały stosunek wytrzymałości do masy, ma dobrą odporność na korozję, spawalność i biokompatybilność, elastyczność, nietoksyczność, jest jednym z najpowszechniejszych stopów tytanu i jest szeroko produkowany do implantów ludzkich Przedmioty, takie jak sztuczne kończyny, ludzkie stawy itp.
Nitinol®: Nitinol to stop tytanu i niklu, który w ostatnich latach cieszy się dużym uznaniem środowiska medycznego. Ma pamięć, doskonały współczynnik tłumienia, biokompatybilność i elastyczność i doskonale nadaje się do produkcji różnego rodzaju sprzętu medycznego.
Stop kobaltowo-chromowy. Cobalt Chrome (Cobalt Chrome) to wysokowytrzymały stop metali składający się z kobaltu i chromu. Jest to kolejny biokompatybilny metal, który stał się jednym z zatwierdzonych materiałów na implanty dentystyczne i ortopedyczne.
Ze stopu magnezu.Stop magnezu jest lekkim metalem, który jest również biokompatybilny i szeroko stosowany w produkcji stentów kardiologicznych.
Stop aluminium.Stopy aluminium, takie jak aluminium 6061-T6, stały się głównym materiałem do produkcji różnych urządzeń medycznych. Są mocne, lekkie, odporne na korozję i plastyczne. Ponadto aluminiowe części lub prototypy są bardzo ekonomiczne i opłacalne. Anodowane aluminium może dodatkowo poprawić odporność na korozję, wytrzymałość, a różnorodność kolorów może poprawić estetykę.
Inne materiały metalowe.Obejmuje mosiądz, brąz, miedź, gamma, hastelloy, inconel, invar, mangan, molibden, monel, nikiel, nitro, platynę, stellit, waspaloy, cynk i wiele innych innych nadstopów itp.
Popularne medyczne tworzywa sztuczne mają odporność na wilgoć i dobre właściwości termiczne, a także muszą być sterylizowane w wysokiej temperaturze, promieniami gamma lub tlenkiem etylenu. W porównaniu z metalami tworzywa sztuczne nie są magnetyczne i nie zakłócają wyników diagnostycznych i są powszechnie stosowane w aparaturze do badań medycznych.
DelrinaDelrin jest niechłonną, odporną na ścieranie żywicą o niskim współczynniku tarcia.
Poliwęglan (PC).PC ma doskonałe właściwości mechaniczne i strukturalne, z prawie dwukrotnie większą wytrzymałością na rozciąganie niż ABS.
ZERKAĆ.Zwykle zastępując części metalowe, PEEK jest odporny na korozję, zużycie, ma doskonałą wytrzymałość na rozciąganie i może pracować w wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu.
UHMWPE.UHMWPE ma niski współczynnik tarcia, odporność na uderzenia, odporność chemiczną i nie wchłania wody, więc jest materiałem ogólnym.
PTFE (teflon).PTFE może pracować w ekstremalnych temperaturach, ma doskonałą odporność chemiczną, jest doskonałym izolatorem i jest jednym z najczęściej używanych materiałów do produkcji części medycznych lub prototypów.
Karolina G-10.Garolite G-10 jest alternatywnym materiałem na metalowe części medyczne, ma wysoką wytrzymałość i niską nasiąkliwość oraz nie jest magnetyczny.
Proces obróbki powierzchni części medycznych CNC
Ponieważ części lub produkty medyczne są w bliskim kontakcie z ludzkim ciałem, wymagany jest najbezpieczniejszy i najbardziej przyjazny dla środowiska proces obróbki powierzchni.
Anodowanie. Dzięki pasywacji elektrolitycznej na powierzchni części medycznych obrabianych CNC może powstać cienka warstwa tlenku metalu w celu ochrony metalu i dalszej poprawy odporności na korozję i zużycie. Istnieją różne opcje kolorów, a także poprawiają odporność na korozję i odporność na zużycie. odporność na ścieranie. Ten proces jest najczęściej stosowany w przypadku części medycznych ze stopów aluminium. Stal nierdzewna, miedź, tytan, stopy cynku i stopy magnezu mogą być również anodowane.
Anodowanie
Pasywacja
Pasywacja.Pasywacja jest często stosowana na stali i stali nierdzewnej. Kwaśny roztwór usuwa wolne żelazo i żelazo z powierzchni, dodatkowo zwiększając odporność na korozję i chemikalia stali i stali nierdzewnej, zapobiegając rdzewieniu.
Galwanotechnika. Powłoka, często niklowana lub chromowana, tworzy cienką powłokę na powierzchni metalu, która dodaje grubości drobnym częściom, zapobiega rdzewieniu i poprawia odporność na korozję.
polerowanie. Powierzchnia części medycznych jest pocierana lub obrabiana chemicznie, aby uzyskać wyjątkowo gładką powierzchnię i uzyskać efekt lustra.
Farba w sprayu. Rozpylaj farby i pigmenty na powierzchni części medycznych, aby poprawić estetykę i uniknąć korozji lub utleniania. Często stosuje się go do części metalowych, takich jak aluminium i stal nierdzewna, a także do różnych konstrukcyjnych części z tworzyw sztucznych.
Zastosowanie sprzętu medycznego do obróbki skrawaniem CNC
Implanty medyczne.Obróbka CNC części do implantów ciała jest ważnym osiągnięciem w dziedzinie medycyny, takiej jak protezy stawu biodrowego, implanty stawu biodrowego, implanty kręgosłupa, implanty kolanowe i inne. Powszechnie wybieranymi materiałami są: stop tytanu, stop kobaltowo-chromowy, stal nierdzewna, PEEK itp.
Narzędzia chirurgiczne. Wysoka precyzja i bezbłędna konstrukcja instrumentów chirurgicznych może zaważyć lub przerwać procedurę, czasami wymagając węższych tolerancji, takich jak +/- 0.002 mm. Typowe instrumenty chirurgiczne obrabiane CNC obejmują: przekładki, zaciski, szczypce, noże, nożyczki chirurgiczne, rękojeści, piły, pincety, przekładki itp. Zwykle wybierane materiały to: stal nierdzewna, zwłaszcza AISI 316L, stop tytanu itp.
Elektroniczny sprzęt medyczny.Wiele elektronicznych urządzeń medycznych często składa się z tysięcy części obrabianych CNC, w tym przełączników, przycisków, obudów elektronicznych i innych. Niektóre elektroniczne urządzenia medyczne obejmują: monitory pracy serca, skanery MRI i aparaty rentgenowskie, sprzęt ultrasonograficzny, skanery MRI, skanery CT, sprzęt diagnostyczny, monitory i inne.
Certyfikacja zakładów obróbki CNC
Produkcja części medycznych lub prototypów to nie to samo, co produkcja części dla innych gałęzi przemysłu. W większości zwykłe części metalowe lub plastikowe muszą spełniać jedynie wymagania zarządzania jakością ISO 9001, ale produkcja części medycznych musi również spełniać dalsze normy. Zgodnie z międzynarodowymi standardami organizacje zajmujące się projektowaniem, rozwojem, produkcją, przechowywaniem, dystrybucją, instalacją lub naprawą produktów medycznych muszą wykazać się zdolnością do „dostarczania urządzeń medycznych i powiązanych usług, które konsekwentnie spełniają wymagania klientów i obowiązujące przepisy”.
ISO 9001:ISO 9001 ma zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu i jest ogólnym standardem kontroli jakości. Pomaga minimalizować koszty i promować rozwój firmy.
ISO 13485: To kładzie nacisk na nadzór nad procesem obróbki CNC części medycznych i standaryzuje proces produkcyjny. Szczegóły tego standardu są bardziej rygorystyczne niż ISO9001, takie jak weryfikacja procesu, zarządzanie ryzykiem i kontrola jakości.
ISO 14001:Podobnie jak w przypadku ISO5001, wytyczną jest, że obróbka CNC części medycznych może zmniejszyć zużycie energii i wytwarzanie odpadów.
Obróbka CNC staje się coraz bardziej popularna w medycynie. Jest to idealny proces produkcyjny do wytwarzania części urządzeń medycznych o złożonej strukturze i twardych materiałach. Szczególnie 5-osiowa obróbka symultaniczna wniosła wybitny wkład w produkcję różnych implantów ortopedycznych i implantów dentystycznych.