Fabricant de composants médicaux usinés en titane

Medical components, especially implants, are one of the fastest growing segments in the processing of small to medium-sized precision Titan components. This is because the proportion of people over 65, who make up the largest share of the market for implants, will almost triple by 2050.

Composants médicaux usinés en titane

L'application médicale du titane en tant que matériau est en constante expansion, de nouvelles possibilités d'application dans le corps humain s'ouvrent constamment. Des pièces en titane sont utilisées pour les broches, des vis, fils et tiges, assiettes, grilles et cages pour pièces mobiles avec articulations telles que remplacements de doigts ou d'orteils. Le remplacement des os et des articulations des pièces et des assemblages en titane fraisés est une tâche complexe, mais la chirurgie, l'orthopédie et la dentisterie sont indispensables sans implants en titane.

In many cases, titanium has also established itself as a material for instruments, outils, devices, templates, measuring templates and devices. In this context, the high strength, the low density and the resulting low weight, the corrosion resistance, the non-reflective surface and the non-magnetic properties of titanium are valued. For this reason, tweezers, retractors, needles and microneedles as well as holders, scissors, scalers, drills, electrodes and clips are preferably made of titanium. Surgeons and teachers use devices, supports, gauges and measuring templates made of titanium. Les produits en titane sont également utilisés dans l'aérospatiale, industries optiques et électroniques.

La demande de produits en titane est en constante augmentation. Le traitement du métal titane était d'environ 60,000 t dans le monde entier pour environ 20 années. On suppose désormais que la consommation annuelle s'élève à environ 300,000 t dans le monde entier. Les États Unis, L’Europe occidentale et la Chine sont considérées comme les principaux moteurs de la croissance.

Une croissance dynamique continue peut être observée dans l’industrie médicale, ce qui stimule donc également l'industrie de l'usinage. Cette croissance va de pair avec une R intensive&D activités et espérance de vie plus longue dans tous les pays industrialisés.

Les implants orthopédiques représentent un segment de marché particulier dans lequel cette dynamique est très perceptible. Dans cette zone, les fabricants sont constamment à la recherche de nouveautés, machines de traitement et outils de coupe améliorés afin de se démarquer de la concurrence.

Pièces en titane implantées dans le corps

Remplacer les os et les articulations est une tâche complexe
L'usinage de composants pour la technologie médicale implique de traiter parfois de très petites dimensions., composants complexes en matériaux difficiles à usiner comme le titane, Alliages Co-Cr ou acier inoxydable et sans perdre de vue la haute précision dimensionnelle. L'usinage de pièces orthopédiques aussi complexes qui doivent remplacer les os et les articulations humaines est une tâche extrêmement complexe..

Dans le cas de composants usinés en série, beaucoup de matière doit être enlevée. Étant donné que les matériaux utilisés ne peuvent être usinés qu'avec des paramètres d'usinage inférieurs à ceux de l'acier, cela rend le processus d'usinage très coûteux. For this reason, certaines pièces sont préformées au plus près du contour, ce qui rend nécessaire des dispositifs de serrage complexes et donc coûteux.

Un autre facteur qui ajoute à la complexité de l'usinage est les tolérances exactes requises.. Toutes ces considérations ont conduit au développement de nouvelles technologies et solutions d'usinage qui soutiennent également les petites et moyennes entreprises dans la production de pièces médicales de la manière la plus compétitive et productive possible.. Grâce à des outils avancés en combinaison avec les dernières qualités de matériaux de coupe, géométries et brise-copeaux innovants, des formes complexes peuvent également être fabriquées tout en conservant des tolérances précises.

La plupart des pièces d'implant sont fabriquées à partir de l'alliage de titane Ti6AI4V. Les aciers inoxydables sont également utilisés, mais les chirurgiens préfèrent le titane en raison de son rapport résistance/poids extrêmement bénéfique et du fait qu'il se développe mieux avec les tissus humains..
En raison de son faible poids, haute résistance et biocompatibilité, Le Ti6AI4V est le matériau de pièce le plus courant pour les implants médicaux. Les implants en titane sont également utiles pour les examens qui peuvent être nécessaires, comme B. la résonance magnétique ou la tomodensitométrie ne sont pas des obstacles.
Ti6AI4V est utilisé pour les articulations de la hanche, vis à os, articulations du genou, plaques d'os, implants dentaires et instruments chirurgicaux, les alliages cobalt-chrome étant également utilisés plus récemment dans un passé récent.

L’usinage des alliages de titane nécessite des efforts de coupe plus élevés que l’usinage des aciers. Contrairement aux aciers ayant des degrés de dureté similaires, titanium alloys have metallurgical properties that make the machining process difficult.
Titanium leads to cutting edge breakouts when the tool enters and leaves the tool
Compared to more popular iron and aluminum alloys, titanium is more difficult to machine. Think of it as stainless steel, with tougher and longer chips being formed when machining titanium. En outre, there is a tendency for cutting edge breakouts to be observed when the tool enters and leaves the tool.

Tungsten carbide tools do not necessarily have to be coated because, unlike steel, they do not cause a chemical reaction with titanium, but they do have to be very sharp. If coatings are used, these are PVD-coated cutting material grades such as IC807 and IC808, because these help avoid overheating with higher machining parameters.

KANGDING propose déjà une large gamme de plaquettes indexables et de plaquettes de coupe pour l'usinage du titane, qui peut en grande partie être utilisé dans tous les porte-outils courants. Ses principales caractéristiques comprennent des arêtes de coupe très tranchantes ainsi que des faces de coupe polies ou rectifiées., qui conduisent à une qualité de surface élevée et empêchent la formation de bords rapportés.

Pièces d'implant en alliage de titane

Le titane impose des exigences particulières à l'usinage.
Lors de l'usinage de pièces en titane, les outils et les paramètres d'usinage doivent être adaptés. La tendance du titane à l'écrouissage peut avoir un effet sur le tournage et le fraisage.. Un niveau de friction élevé sur le tranchant peut rapidement émousser l'outil.. Outils tranchants, les paramètres de coupe corrects et la formation souhaitée des copeaux sont des paramètres qui affectent la qualité. La dureté des outils et la résistance thermique du revêtement et du matériau doivent être adaptées. Il existe une tendance aux cassures des arêtes de coupe lorsque l'outil entre et sort.. Ceci peut être évité en choisissant le bon outil et en utilisant les paramètres d'usinage optimaux. L'apport de liquides de refroidissement doit être optimisé en raison des propriétés métallurgiques des alliages de titane. Les propriétés du titane et leur combinaison conduisent à une élasticité ou une résistance à la traction particulière, dont il faut tenir compte lors du fraisage ou du tournage. Si le fraisage et le tronçonnage de pièces en titane doivent être réalisés de manière économique, c'est à dire. avec une longue durée de vie et des avances maximales, et une qualité de surface et une précision dimensionnelle élevées doivent être maintenues, les outils de coupe jouent également un rôle important.
Fraisage
KANGDING utilise des fraises en carbure monobloc avec des arêtes de coupe tranchantes pour le fraisage de forme libre. Ces fraises en bout ont des arêtes de coupe arrondies d'un maximum de 0.01 mm pour semi-finition et finition. En outre, outils pour l'usinage du titane et de l'acier inoxydable au design Chatterfree (= pas de dent inégal) ont été utilisés. Ils ont d'excellentes propriétés d'amortissement des vibrations. Grâce à cette géométrie unique, une qualité de surface et une durée de vie élevées sont obtenues même à des vitesses d'avance maximales.

Avec son module d'élasticité relativement faible, le titane est plus élastique que l'acier, de sorte que le matériau de la pièce à usiner a tendance à rebondir. Les pièces à parois minces sont déviées sous la pression de coupe, ce qui entraîne des marques de broutage et des problèmes de tolérance sur le composant. La solution à ces problèmes est de stabiliser l’ensemble du système en utilisant des arêtes vives en combinaison avec des géométries adaptées..
En outre, les alliages de titane ont une forte tendance à réagir chimiquement avec les outils de coupe (surtout dans le cas d'outils revêtus) et générer des bords bâtis.
Alimentation en liquide de refroidissement optimisée pour le traitement du titane
Toutes les plaquettes de coupe et plaquettes indexables sont disponibles dans les qualités de matériau de coupe IC807 et IC808., qui sont depuis des années la nuance de matériau de coupe préférée pour l'usinage du titane dans l'industrie aérospatiale. Aujourd'hui, la gamme d'outils pour l'usinage de composants médicaux comprend des fraises en bout avec des arêtes de coupe extrêmement tranchantes et des faces de coupe polies.; Fraises en carbure monobloc d'un diamètre de 0.8 mm et alésoirs à partir d'un diamètre de 3 mm; Différents types de plaquettes indexables avec WF agressif (= finition racleur) ou MD (médical) formeurs de copeaux ainsi que les versions en titane des outils de tronçonnage Jetcut.

KANGDING a réalisé des études de marché approfondies sur les outils les plus efficaces pour usiner ces pièces orthopédiques très complexes.. Sur cette base, KANGDING dispose d'outils spécifiques UTILISER, plaquettes de coupe et plaquettes indexables et formeurs de copeaux pour l'usinage du Ti6AI4V afin de pouvoir atteindre les tolérances requises par l'industrie.