瑞士式转向:医疗零件制造的处方

医疗部件制造需要一种设计灵活的机器,它可以创造出任何可以想象的几何形状。瑞士式车床是制造许多医疗零件的关键工序。骨螺钉是一种使用瑞士机器的医疗部件。这是由于机器的生产力和最终对制造商更有成本效益。据估计,大约95%的骨螺钉是在瑞士车床上制造的。这包括面部螺钉、种植牙螺钉和用于固定骨科骨板的螺钉。

瑞士风格的车床以其导向衬套和滑动主轴箱而闻名。瑞士加工工艺的强度是由导套支撑的材料。固定工具在棒材穿过套管时切割棒材。这台机器的主要优点之一是它能够切割长径比大的部件。零件上没有引入锥度,加工过程的刚性显著减少或在某些情况下消除颤振。医疗部件制造商可以使用这些机器生产各种各样的部件。

瑞士车床通常有子主轴和活的工具。子主轴允许在零件的背面进行操作,这是从主轴无法到达的。通过允许在主轴上执行的工作同时在分轴上完成,可以大幅减少循环时间。

与Y轴一起的活动工具,瑞士机器上的gang工具安排的一部分和C轴,这是大多数机器上的标准,允许铣削执行。车床上的活动工具结合了车削和铣削,在具有车削和铣削特性的工件上,组件可以在同一夹紧中进行所有操作。这大大减少了处理,改善了铣削特征到车削特征的几何位置。

很深的切口是常见的瑞士式疼痛,因为转弯必须经常完成深度在一个通道。深度切割必须以较慢的进给率,以减少功率需求;这种组合产生了长条状的未破碎的芯片,可以包裹零件,防止冷却剂到达切割区。在过去的10年里,高压冷却剂已成为许多瑞士机器的支柱。当钻深孔时,这种冷却剂是必须的,以帮助控制串屑。在医疗部件中常见的高温合金和钛需要高压冷却剂,因为在切割过程中产生的高温会引导芯片远离切割区。

由于几个不同的原因,医疗成分可能难以生产:材料和几何。诸如钛(骨螺钉的主要材料之一)和塑料等材料都具有独特的特性,例如导热性差,容易产生串状、难以折断的碎片。复杂的几何图形在医疗组件中也很常见,包括高的长径比。瑞士机器有明显的优势,还有其他的挑战,如骨螺钉设计的发展和多起点螺纹的使用。在多启动线程中,两个或多个线程同时启动,在一个回合中允许比单启动线程更多的传输。双启动线程每转前进距离是单启动、三启动线程三次等的两倍。双启动螺纹是最常见的,但更常见的骨螺钉设计包括三启动螺纹,一些工程要求四启动骨螺钉。

在瑞士机器上切割双启动螺纹的过程始于插入设计。插片设计是在每个插片上研磨两个或两个以上的螺纹形式。螺纹旋转过程包括一次切割螺纹,以便利用导套提供的支撑。用于多启动线程的插入必须具有用于每次启动的表单。这对工具制造商来说可能是一个挑战,因为他们必须制作更厚的插入以适应额外的形式。每增加一次启动,插入件必须加厚。多起始螺纹用刀片切割,刀片将多个形式研磨到刀片中。模具制造商正在努力跟上技术的进步。

医疗部件通常很脆弱,当它们被亚主轴取下用于返工时可能会产生问题。这是非常重要的,但很难应用刚好适量的压力,以保持在亚主轴的部分。一旦确定了最佳的夹持力,就不容易与其他机器操作员沟通如何进行调整。另一个挑战是种植牙,因为它们体积小。

瑞士风格的机器已经把车削和铣削结合在一台机器上很长时间了。现在,机床制造商已经引进了激光的选择,甚至更精确。现在可以在瑞士的机器上制造支架,因为可以切割出用于管材的固体材料。这可以方便的原型,因为内径的油管可以钻出的大小,使小批量。瑞士车床已经从制造钟表行业的小部件发展到现在被用于医疗制造业。

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本文改编自:https://www.sme.org/technologies/articles/2017/may/swiss-style-turning-rx-for-medical-parts-manufacturing/