Schwierig zu bearbeitende Materialien, komplexe Werkstückformen und häufige Kleinserienfertigungen stellen bei der Bearbeitung von Medizinprodukten häufig hohe Anforderungen an die Schneidwerkzeuge zur Bearbeitung professioneller Medizinprodukte. In der neuen Welle der weltwirtschaftlichen Integration „sind der globale allgemeine Maschinenbau, die Automobilindustrie, die Luft- und Raumfahrt, die Energiewirtschaft, die medizinische Behandlung, der Schienenverkehr, die Formen- und Werkzeugmaschinen und andere Industrien untrennbar mit der Werkzeugausrüstung verbunden.“

So erfüllen Sie den Bedarf an hochpräziser Bearbeitung in der Medizingeräteindustrie? 1

Die Medizingeräteindustrie zeigt einen dynamischen Wachstumstrend, und die Hersteller medizinischer Geräte sind auch ständig auf der Suche nach besseren Drehzentren und Werkzeugen, um ihren Wettbewerbsvorteil auszubauen, der auch zu einem wichtigen Kanal für das Wachstum der Werkzeugindustrie geworden ist. Die Merkmale und Schwierigkeiten bei der Verarbeitung von Teilen für medizinische Geräte sind wie folgt:

1、 Anforderungen der Medizinprodukteindustrie an die professionelle Verarbeitung von Präzisionswerkzeugen

Schwierig zerspanbare Materialien, komplexe Werkstückformen und häufige Kleinserienfertigung stellen hohe Anforderungen an Zerspanungswerkzeuge für die Bearbeitung professioneller Medizinprodukte. Wie Transplantatprodukte und Prothesen spielen sie eine sehr wichtige Rolle für erfolgreiche Operationen und können Chirurgen helfen, die beste medizinische Wirkung zu erzielen. Die Schneidwerkzeuge zur Bearbeitung von Medizinprodukten bestimmen maßgeblich die Qualität von Medizinprodukten.

Schneidwerkzeuge werden in großem Umfang bei der Herstellung medizinischer Geräte verwendet. Sie können einfache Werkstücke wie die Hülle von Großgeräten (z. B. Computertomographen) bearbeiten, während die Herstellung von transplantierten Produkten oder Werkstücken, die zur Reparatur von Schädelknochen oder zur Behandlung von Frakturen verwendet werden, anspruchsvoller ist.

a. Präzision – die Grundvoraussetzung

Toleranzen im Mikrometerbereich sind in der medizinischen Industrie üblich, und die Auswahl des richtigen Werkzeugs erfordert scharfe Einsicht und reiche Erfahrung. Einerseits müssen selbst beim Bohren kleiner Löcher Schmiermittel verwendet werden, um die Reibung zu verringern, die Wärme zuverlässig abzuleiten und mit feinen Eisenspänen an der Klinge fertig zu werden; Andererseits müssen bei der Herstellung hochmoderner medizinischer Geräte (ohne Grate) scharfe und glatte Schneidwerkzeuge verwendet werden, um hochwertige Oberflächen zu erhalten. Die üblicherweise verwendeten Schneidwerkzeuge sind Hochgeschwindigkeitsstahlbohrer oder integrierte Hartmetallbohrer.

b. Fräsen und Bohren – Zahnersatz

Standardmäßig beträgt der Durchmesserbereich der integrierten Hartmetallwerkzeuge der Protostar-Serie von Walter Prototyp-Produkten der Walter-Gruppe 0,3 bis 20 mm. Die Produktionsstätte von Pratt befindet sich in Deutschland und ist ein bekannter Lieferant in der Medizinbranche. Seine Gewindebohrer und Gewindefräser werden hauptsächlich zur Bearbeitung von Titanlegierungen wie Knochenschrauben oder Hüftgelenken eingesetzt. Der Gewindefräser mit einem Durchmesser von 1,6 mm kann auch zur Herstellung von Zahnrestaurationsprodukten verwendet werden.

c. Passen Sie das zusammengesetzte Werkzeugschema an, um Zeit und Geld zu sparen

Wie Unternehmen anderer Branchen sehen sich auch Unternehmen der Medizinbranche einem zunehmenden Kostendruck ausgesetzt. Wenn ein Unternehmen im internationalen Wettbewerb bestehen will, muss es qualitativ hochwertige Produkte zu niedrigen Kosten produzieren. Bei transplantierten Produkten (in der Regel aus hochlegiertem Stahl, Titan oder Titanlegierungen) stellen spezielle Materialien und komplexe Werkstückgeometrien eine große Herausforderung an die Genauigkeit der Produkte dar.

Für einige Bearbeitungen waren in der Vergangenheit möglicherweise drei Standardwerkzeuge erforderlich, aber jetzt ist nur noch ein zusammengesetztes Werkzeug erforderlich, um die vorherigen drei Prozesse durch einen Prozess zu ersetzen, wodurch Zeit und Kosten gespart werden.

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2、 Analyse von Schwierigkeiten bei der Verarbeitung von Medizinprodukten

a. Schwierig zu bearbeitendes Titanlegierungsmaterial

90% der implantierten Komponenten medizinischer Geräte bestehen aus einer ti6al-4v-Titanlegierung, die sich durch geringes Gewicht, hohe Festigkeit und hohe Biokompatibilität auszeichnet. Die Titanlegierung 6Al-4V ist das am häufigsten verwendete Material für medizinische Implantate geworden. Die Titanlegierung 6Al-4V wird üblicherweise bei der Herstellung von Hüftgelenken, Knochenschrauben, Kniegelenken, Knochenplatten, Implantatzähnen und Wirbelsäulenverbindungselementen verwendet. Titanlegierungen haben die Eigenschaften der Kaltverfestigung. Beim Bearbeitungsprozess ist der Achswinkel groß, der erzeugte Span ist dünn und es entsteht eine relativ kleine Kontaktfläche am Werkzeug. Außerdem führt die hohe Schnittkraft im Bearbeitungsprozess in Kombination mit der Reibung während des Spanflusses umfassend zu einer übermäßigen lokalen Schnittwärme des Werkzeugs. Die Wärmeleitfähigkeit der Titanlegierung ist schlecht, so dass die Schnittwärme nicht schnell übertragen werden kann. Daher konzentriert sich eine große Menge an Schneidwärme auf die Schneidkante und die Werkzeugoberfläche. Hohe Schneidkraft und Schneidwärme führen umfassend zu Sicheldepression und schnellem Werkzeugversagen.

Der relativ niedrige Elastizitätsmodul macht die Elastizität der Titanlegierung besser als die von Stahl. Daher sollte eine übermäßige Schneidkraft vermieden werden, um einen geringen Rückprall des Werkstücks sicherzustellen. Dünnwandige Teile neigen dazu, sich unter Werkzeugdruck zu verformen, was zu Vibrationen, Reibung und sogar Toleranzproblemen führt. Der Schlüssel zur Lösung des Problems besteht darin, die Steifigkeit des gesamten Systems sicherzustellen. Es ist sehr wichtig, scharfe Schneidkanten und korrekte geometrische Werkzeuge zu verwenden. Darüber hinaus hat die Titanlegierung den Trend des chemischen Reaktionslegierens mit Schneidwerkzeugen bei hoher Temperatur, und ihre Späne haben den Trend, an die Werkzeugoberfläche zu schweißen.

b. Zuverlässige und kompakte Werkzeugmaschinenhalterung

Geräte zur Verarbeitung medizinischer Geräte müssen in der Lage sein, kleine und komplexe Teile aus schwer zu verarbeitenden Materialien (wie Titanlegierungen oder Edelstahl) mit hohen Präzisionsanforderungen zu verarbeiten, wie z. B. Ersatzteile von Knochen und Gelenken. Aufgrund der schlechten Schnittleistung des verarbeiteten Materials handelt es sich bei dem Rohling meist um Stangenmaterial – was bedeutet, dass viel Metall abgetragen werden muss. Daher werden einige Teile in die Form gegossen, die dem fertigen Produkt nahe kommt, aber dies erhöht auch den Aufwand – die Notwendigkeit, komplexe und teure Vorrichtungen herzustellen. Ein weiterer Faktor, der die Bearbeitungskomplexität erhöht, ist der enge Toleranzbereich.

Teile medizinischer Geräte haben hohe Anforderungen an Werkstückmaterialien, Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenbeschaffenheit, was eine hohe Zuverlässigkeit des Bearbeitungssystems erfordert. Daher stellt es hohe Anforderungen an Werkzeugmaschinen, Vorrichtungen, Werkzeuge, CAM-Software und so weiter. Werkstücke werden normalerweise auf modernen Verarbeitungsgeräten für medizinische Geräte wie Schweizer Drehautomaten, Mehrspindel-Werkzeugmaschinen und rotierenden Arbeitstischen verarbeitet. Die meisten dieser Werkzeugmaschinen sind durch eine sehr kleine Größe und einen kompakten Aufbau gekennzeichnet.

Die Eigenschaften und Anforderungen der Verarbeitung von Teilen für medizinische Geräte fördern zweifellos die Entwicklung von Verarbeitungstechnologien und -lösungen, um die Wettbewerbsfähigkeit und Produktionseffizienz kleiner und mittlerer Unternehmen bei der Verarbeitung von Medizinprodukten zu verbessern.

c. Stabile und effiziente Schneidwerkzeuge

Im Allgemeinen unterscheidet sich die Medizinprodukteindustrie in drei Aspekten von anderen zerspanenden Industrien:

Erstens sind die Anforderungen an Werkzeugmaschinen relativ hoch. Fortschrittliche Verarbeitungsgeräte für medizinische Geräte wie Schweizer Drehautomaten, Mehrspindel-Werkzeugmaschinen und rotierende Arbeitstische unterscheiden sich grundlegend von den üblichen Bearbeitungszentren und Drehmaschinen. Ihre Größe ist sehr klein und ihre Struktur ist sehr kompakt. Um solche Anforderungen zu erfüllen, muss auch die Struktur des Werkzeugs speziell gestaltet werden, die Größe des Werkzeugs sollte sehr klein sein und gleichzeitig sollte die Steifigkeit des Werkzeugs gewährleistet sein.

Zweitens erfordert es eine hohe Verarbeitungseffizienz. Bei Medizinprodukten kommt es vor allem auf die Verarbeitungseffizienz, also den Verarbeitungstakt, an. Es ist erforderlich, die Klinge in kürzester Zeit auszutauschen. Hier müssen wir das Konzept des Schnellwechsel-Schneidkopfes vorstellen, der eine gute Garantie für den Bearbeitungstakt bietet. Außerdem soll die Standzeit des Werkzeugs möglichst stabil und lang sein. Es sollen möglichst hochwertige Zerspanungswerkzeuge verwendet werden, wobei die Gesamtabstimmung von Beschichtung, Schneide, Spanbrechernut und Werkzeugaufbau gegeben ist. Auf diese Weise kann die Werkzeugmaschine 24 Stunden laufen, mit sehr hoher Produktionseffizienz mit anderen Wettbewerbern auf dem Markt konkurrieren und Wettbewerbsvorteile erzielen.

Drittens unterscheidet sich das Werkstück selbst stark von anderen mechanischen Teilen. Medizinische Geräte, die in den menschlichen Körper implantiert werden, erfordern zunächst eine sehr gute Oberflächenbeschaffenheit, hohe Präzision und keine Abweichungen, was erfordert, dass das Werkzeug hohe Verarbeitungsanforderungen von der Gestaltung der Klingenstruktur bis zur Gestaltung der Klingenbeschichtung erfüllt. Darüber hinaus beinhaltet es auch die wiederholte Positioniergenauigkeit der Klinge, die die Anforderungen an hohe Qualität bei gleichzeitiger Gewährleistung der Effizienzsteigerung nicht außer Acht lassen kann.

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3.Komplette Lösung

China Zhuzhou meetyou Hartmetall Co., Ltd. ist ein Unternehmen, das sich auf die Herstellung von Zubehör und Schneidwerkzeugen für medizinische Geräte spezialisiert hat. Es verfügt über fortschrittliche Bearbeitungszentren, CNC-Fräsmaschinen, Präzisionsdrehautomaten, Drehfräsmaschinen, Stanzpressen, Schleifmaschinen und andere unterstützende Produktionsanlagen, und die entsprechenden unterstützenden Testeinrichtungen sind vollständig.

Meetyou Schneidwerkzeuge hat sich der Forschung und Entwicklung sowie der Verbesserung von Schneidwerkzeugen für die Verarbeitung von Medizinprodukten verschrieben und ist bestrebt, Herstellern in der Medizinprodukteindustrie bessere Lösungen anzubieten. Am Beispiel der Bearbeitung von Knochen- und Gelenkteilen hat meetyou tool erfolgreich Hartmetallwerkzeuge für die gezielte Bearbeitung von Kobalt-Chrom-Molybdän-CoCrMo-Legierung und Hartmetallwerkzeuge für die gezielte Bearbeitung von Polyethylen-Werkstoffen entwickelt. Es wurde erfolgreich auf die Verarbeitung relevanter Materialien im medizinischen Bereich angewendet, hat einige verarbeitungstechnische Probleme schwieriger Materialien überwunden und eine Kostensenkung ohne Effizienzminderung erreicht.

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