Следуйте за мной на: 
Все, что вы должны знать о CNC-обработке медицинских деталей
Индустрия медицинского оборудования — это отрасль, которая не допускает ошибок. Любая неправильная эксплуатация повлияет на жизнь и здоровье людей. Он включает в себя обширные производственные линии, начиная от хирургических ножей и заканчивая искусственными суставами и большим диагностическим оборудованием, требующим точных размеров, настоящих материалов и специальной обработки поверхности. Благодаря преимуществам жестких допусков, отличной чистоты поверхности и совместимости с сотнями материалов, обработка с ЧПУ является одним из идеальных процессов обработки медицинских деталей, изготовленных по индивидуальному заказу.
Преимущества обработки медицинских деталей с ЧПУ
Обработка с ЧПУ — это субтрактивный производственный процесс общего назначения, при котором изготовленные медицинские детали или узлы вырезаются из материалов. Технология настолько продвинута, что файл автоматизированного проектирования (CAD) направляет станок с ЧПУ по правильному пути, заменяет инструмент и точно режет материал для производства превосходного медицинского оборудования, инструментов и деталей, которые широко используются в хирургии. , стоматологическое оборудование, диагностическое оборудование и т.д.
Быстро. По сравнению с литьем под давлением обработка с ЧПУ не требует дополнительных пресс-форм, только некоторые настройки станка и преобразование файлов САПР в G-код. Станок с ЧПУ быстро запускает программу резки в соответствии с инструкциями и обычно может изготавливать сложные детали в течение нескольких часов. Плесень, с другой стороны, занимает недели или даже месяцы. Медицинское обследование обычно является более срочным. Например, нынешний COVID-19 бушует по всему миру, и спрос на оборудование для тестирования подскочил. Обработка с ЧПУ может предоставить высококачественные медицинские детали или прототипы за короткий период времени, чтобы продукция как можно скорее вышла на рынок.
Нет ограничений по количеству. В процессе обработки станок с ЧПУ может определить, следует ли обрабатывать одну деталь или производить несколько деталей. По сравнению с другими производственными процессами стоимость изготовления детали намного меньше. В медицинском мире распространено производство штучных или отдельных нестандартных деталей, таких как специализированные медицинские устройства, приборы и другие медицинские компоненты. Обработка с ЧПУ очень выгодна. Например: для разных структур человеческого тела требуются разные медицинские приспособления, поэтому обработка на станках с ЧПУ является одной из причин производства протезов, и требования к минимальному количеству заказа отсутствуют.
Совместимость с различными материалами. Будь то высокопрочная нержавеющая сталь с высокой ударной вязкостью, титановый сплав, алюминиевый сплав или даже никель-молибденовый сплав, инженерные пластики PEEK, тефлон и т. д., обработка с ЧПУ может быть идеально совместима, и можно выбрать сотни материалов. для изготовления медицинских деталей или прототипов. По сравнению с 3D-печатью выбор материалов шире.
Жесткие допуски. Обычно для медицинского оборудования или деталей требуются строгие допуски, что несложно для обработки с ЧПУ, особенно 5-осевая обработка с ЧПУ позволяет изготавливать детали с допуском 0.005 мм, что соответствует требованиям к точности большинства медицинских деталей, снижая риск.
Отличная чистота поверхности. По сравнению с 3D-печатью, детали, изготовленные с помощью ЧПУ, обычно имеют превосходную чистоту поверхности, и почти нет необходимости вручную обрабатывать поверхность детали, которая очень гладкая.
Процесс обработки медицинских деталей с ЧПУ
ЧПУ фрезерование. Для дополнительного удобства услуги 5-осевого фрезерования с ЧПУ позволяют изготавливать детали любой формы, часто со сложной геометрией, которую имеют медицинские устройства. 5-осевая обработка с ЧПУ относится к одновременной обработке по 5 осям, а не по 3+2 осям или 4+1 осям. Хотя многие производители хвастаются предоставлением услуг 5-осевой обработки с ЧПУ, пожалуйста, подтвердите, что они могут предоставить настоящие 5-осевые услуги одновременной обработки с ЧПУ.
Фрезерные
Токарная обработка с ЧПУ
токарная обработка с ЧПУ. Токарная обработка с ЧПУ может обрабатывать детали с точной симметрией, такие как валы, круглые детали и т. д. Процессы токарной обработки с ЧПУ включают резку, накатку, торцевание, формование, нарезание резьбы, протяжку, сверление и растачивание.
Швейцарская обработка с ЧПУ/микрообработка. Швейцарские токарные станки с ЧПУ могут вращать детали по 7, 9 или даже 12+ осям для производства критических мелких медицинских деталей, таких как иглы, гвозди, костные винты, шовные анкеры, стенты, зажимы, катетеры и многое другое за короткое время. Медицинские детали, изготовленные на станке CNC Swiss с жесткими точными допусками.
Проверка качества – трехкоординатный контроль. Медицинские компоненты или прототипы должны пройти проверку качества после обработки. КИМ перемещается по осям X, Y и Z в лаборатории с регулируемой влажностью/температурой и определяет допуски медицинских деталей с помощью различных визуальных или контактных методов. Он должен полностью соответствовать требованиям к точности моделей САПР и 2D-чертежей, а также требованиям надежности и безопасности.
Общий предел размера медицинских деталей с ЧПУ
В настоящее время современная обработка с ЧПУ и другие производственные технологии, такие как 3D-печать и литье под давлением, по-прежнему имеют определенные ограничения. CNC-обработка медицинских деталей также имеет определенные ограничения по размеру, не для всех медицинских деталей требуется жесткий допуск +/- 0.0001 мм.
Формование и изгиб: +/- 0.4 мм
Изгиб: +/- 0.2 мм
Линейные размеры: +/- 0.1 мм
Диаметры со вставками: +0.06 мм / -0.0 мм
Угол: +/- 2°
Шероховатость поверхности: Ra 100 мкм макс.
Материалы для производства медицинских деталей или прототипов на станках с ЧПУ
Медицинские материалы должны обладать высокой степенью коррозионной стойкости и прочности, легко поддаваться стерилизации и очистке. Наиболее распространенными являются нержавеющая сталь, титановый сплав, алюминиевый сплав, магниевый сплав, никель-титановый сплав и т. д. Основываясь на более чем 20-летнем опыте и практических исследованиях, DDPROTOTYPE, ведущий производитель прототипов в Китае, обобщает распространенные материалы, подходящие для технологии обработки с ЧПУ для изготовления медицинских деталей следующим образом.
Нержавеющая сталь 316/л.Нержавеющая сталь 316/L отличается высокой коррозионной стойкостью и широко используется в медицинских устройствах.
Нержавеющая сталь 304.Нержавеющая сталь 304 обладает коррозионной стойкостью и хорошей обрабатываемостью. Это один из наиболее широко используемых материалов для изготовления медицинских деталей, но его нельзя подвергать термической обработке. Если требуется более твердая нержавеющая сталь, больше подходит нержавеющая сталь 18-8.
Нержавеющая сталь 17-4. Нержавеющая сталь 17-4, обычно используемая в медицинском оборудовании, представляет собой высокопрочный, устойчивый к коррозии сплав нержавеющей стали, который можно подвергать термической обработке.
Титан 2 класса.Титан класса 2 — это нелегированный титановый материал высокой чистоты, обладающий высокой прочностью, малым весом и высокой теплопроводностью.
Титан 5 класса.Такие как Ти-6Ал-4В, который имеет отличное соотношение прочности к весу, обладает хорошей коррозионной стойкостью, свариваемостью и биосовместимостью, гибкостью, нетоксичен, является одним из наиболее распространенных титановых сплавов и широко производится для имплантатов человека Объекты, такие как искусственные конечности, человеческие суставы и др.
Нитинол®: Нитинол представляет собой сплав титана и никеля, который в последние годы получил широкое признание в медицинском сообществе. Он обладает памятью, отличным коэффициентом демпфирования, биосовместимостью и эластичностью и очень подходит для изготовления различных видов медицинского оборудования.
Кобальт-хромовый сплав. Кобальт-хром (Cobalt Chrome) представляет собой высокопрочный металлический сплав, состоящий из кобальта и хрома. Это еще один биосовместимый металл, который стал одним из одобренных материалов для зубных и ортопедических имплантатов.
Магниевый сплав.Магниевый сплав представляет собой легкий металл, который также является биосовместимым и широко используется в производстве сердечных стентов.
Алюминиевый сплав.Алюминиевые сплавы, такие как алюминий 6061-Т6, стали основным материалом для изготовления различных медицинских изделий. Они прочные, легкие, устойчивые к коррозии и податливые. Кроме того, алюминиевые детали или прототипы очень экономичны и рентабельны. Анодированный алюминий может дополнительно улучшить коррозионную стойкость, прочность, а разнообразие цветов может улучшить эстетику.
Другие металлические материалы.Включает латунь, бронзу, медь, гамму, хастеллой, инконель, инвар, марганец, молибден, монель, никель, нитро, платину, стеллит, васпалой, цинк и многие другие суперсплавы и т. д.
Обычные медицинские пластиковые материалы обладают влагостойкостью и хорошими термическими свойствами, а также должны быть стерилизованы высокой температурой, гамма-лучами или оксидом этилена. По сравнению с металлами пластмассы не обладают магнитными свойствами, не влияют на результаты диагностики и обычно используются в медицинском испытательном оборудовании.
делрин.Дельрин представляет собой невпитывающую, износостойкую смолу с низким коэффициентом трения.
Поликарбонат (ПК).ПК обладает превосходными механическими и структурными свойствами, а предел прочности при растяжении почти в два раза выше, чем у АБС.
ВЗГЛЯД.Обычно заменяющий металлические детали, PEEK устойчив к коррозии, износу, обладает отличной прочностью на растяжение и может работать при высокой температуре и высоком давлении.
СВМПЭ.UHMWPE имеет низкий коэффициент трения, ударопрочность, химическую стойкость и не впитывает воду, поэтому это универсальный материал.
ПТФЭ (тефлон).ПТФЭ может работать при экстремальных температурах, обладает превосходной химической стойкостью, является отличным изолятором и является одним из наиболее широко используемых материалов для изготовления медицинских деталей или прототипов.
Кэролет Г-10.Garolite G-10 является альтернативным материалом для металлических медицинских изделий, обладает высокой прочностью и низким водопоглощением, немагнитен.
Процесс обработки поверхности медицинских деталей с ЧПУ
Поскольку медицинские детали или изделия находятся в тесном контакте с человеческим телом, требуется максимально безопасный и экологически чистый процесс обработки поверхности.
анодирование. Благодаря электролитической пассивации тонкий слой оксида металла может быть сформирован на поверхности медицинских деталей с ЧПУ для защиты металла и дальнейшего повышения коррозионной стойкости и износостойкости. Возможны различные варианты окраски, а также повышения коррозионной стойкости и износостойкости. стойкость к истиранию. Этот процесс наиболее широко используется для медицинских деталей из алюминиевого сплава. Нержавеющая сталь, медь, титан, сплавы цинка и сплавы магния также могут быть анодированы.
анодирование
пассивация
Пассивация.Пассивирование часто используется для стали и нержавеющей стали. Кислотный раствор удаляет свободное железо и двухвалентное железо с поверхности, дополнительно повышая коррозионную и химическую стойкость стали и нержавеющей стали, предотвращая ржавчину.
Гальваника. Покрытие, часто никелированное или хромированное, образует на поверхности металла тонкое покрытие, которое увеличивает толщину мельчайших деталей, предотвращает ржавчину и повышает коррозионную стойкость.
Полировка. Поверхность медицинских деталей натирают или подвергают химическому воздействию, чтобы сделать поверхность чрезвычайно гладкой и получить зеркальный эффект.
Балончик с краской. Распылите краску и пигменты на поверхность медицинских деталей, чтобы улучшить эстетический вид и избежать коррозии или окисления. Он часто применяется к металлическим деталям, таким как алюминий и нержавеющая сталь, а также к различным деталям из инженерного пластика.
Применение станков с ЧПУ для медицинского оборудования
Медицинские имплантаты.Обработка на станках с ЧПУ деталей для имплантатов тела является крупным достижением в области медицины, такой как замена тазобедренного сустава, имплантаты бедра, имплантаты позвоночника, коленные имплантаты и многое другое. Обычно выбираются следующие материалы: титановый сплав, кобальт-хромовый сплав, нержавеющая сталь, PEEK и т. д.
Хирургические инструменты. Высокая точность и безукоризненная конструкция хирургических инструментов могут решить исход операции или провалить ее, иногда требуя более жестких допусков, таких как +/- 0.002 мм. Обычные хирургические инструменты с ЧПУ включают в себя: распорки, зажимы, плоскогубцы, ножи, хирургические ножницы, рукоятки, пилы, пинцеты, распорки и т. д. Обычно выбираются следующие материалы: нержавеющая сталь, особенно AISI 316L, титановый сплав и т. д.
Электронное медицинское оборудование.Многие электронные медицинские устройства часто состоят из тысяч деталей, обработанных на станках с ЧПУ, включая переключатели, кнопки, электронные корпуса и многое другое. Некоторые электронные медицинские устройства включают в себя: мониторы сердечного ритма, МРТ-сканеры и рентгеновские аппараты, ультразвуковое оборудование, МРТ-сканеры, компьютерные томографы, диагностическое оборудование, мониторы и многое другое.
Сертификация обрабатывающих цехов с ЧПУ
Производство медицинских деталей или прототипов отличается от производства деталей для других отраслей. В основном обычные металлические или пластиковые детали должны соответствовать только требованиям управления качеством ISO 9001, но производство медицинских деталей также должно соответствовать дополнительным стандартам. В соответствии с международными стандартами организации, занимающиеся медицинским проектированием, разработкой, производством, хранением, распространением, установкой или ремонтом, должны продемонстрировать способность «предоставлять медицинские устройства и сопутствующие услуги, которые неизменно соответствуют требованиям клиентов и применимым нормативным требованиям».
ИСО 9001:ISO 9001 применим к различным отраслям промышленности и является общим стандартом контроля качества. Это помогает минимизировать затраты и способствует росту компании.
ИСО 13485: Это делает акцент на контроле процесса обработки медицинских деталей с ЧПУ и стандартизирует производственный процесс. Детали этого стандарта более строгие, чем ISO9001, такие как проверка процессов, управление рисками и контроль качества.
ИСО 14001:Подобно ISO5001, это руководство гласит, что обработка медицинских деталей на станках с ЧПУ может снизить потребление энергии и образование отходов.
Обработка с ЧПУ становится все более популярной в медицинской сфере. Это идеальный производственный процесс для изготовления деталей медицинского устройства сложной конструкции из твердых материалов. В частности, одновременная 5-осевая обработка внесла выдающийся вклад в производство различных ортопедических имплантатов и зубных имплантатов.