Produttore di componenti in titanio medicale lavorato

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.

Componenti in titanio medico lavorato

L'applicazione medica del titanio come materiale è in continua espansione, si aprono costantemente nuove possibilità di applicazione nel corpo umano. Per i perni vengono utilizzate parti in titanio, viti, fili e bacchette, piatti, griglie e gabbie a parti mobili con giunti come sostituti delle dita delle mani o dei piedi. La sostituzione di ossa e articolazioni da parti in titanio fresate e assemblaggi in titanio è un compito complesso, ma un intervento chirurgico, ortopedia e odontoiatria sono indispensabili senza impianti in titanio.

In many cases, titanium has also established itself as a material for instruments, utensili, 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. Per questa ragione, 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, parentesi, gauges and measuring templates made of titanium. I prodotti in titanio vengono utilizzati anche nel settore aerospaziale, industrie ottiche ed elettroniche.

La domanda di prodotti in titanio è in costante aumento. La lavorazione del metallo titanio era in circolazione 60,000 t in tutto il mondo per circa 20 anni. Si presuppone ora che il consumo annuo ammonti a circa 300,000 t in tutto il mondo. Gli stati uniti, L’Europa occidentale e la Cina sono considerate i principali motori della crescita.

Nel settore medico si può osservare una crescita dinamica continua, che di conseguenza stimola anche l’industria della lavorazione. Questa crescita va di pari passo con l’intensificazione di R&D attività e l’allungamento della vita delle persone in tutti i paesi industrializzati.

Gli impianti ortopedici rappresentano un segmento di mercato speciale in cui questa dinamica è molto evidente. In quest 'area, i produttori sono costantemente alla ricerca di novità, macchine di lavorazione e utensili da taglio migliorati per distinguersi dalla concorrenza.

Parti in titanio impiantate nel corpo

La sostituzione delle ossa e delle articolazioni è un compito complesso
Lavorare componenti per la tecnologia medica significa occuparsi di dimensioni a volte molto piccole, componenti complessi realizzati con materiali difficili da lavorare come il titanio, Leghe Co-Cr o acciaio inossidabile senza perdere di vista l'elevata precisione dimensionale. È un compito estremamente complesso lavorare parti ortopediche così complesse che devono sostituire ossa e articolazioni umane.

Nel caso di componenti lavorati in serie, molto materiale deve essere rimosso. Poiché i materiali del pezzo utilizzati possono essere lavorati solo con parametri di lavorazione inferiori rispetto all'acciaio, ciò rende il processo di lavorazione molto costoso. Per questa ragione, alcuni pezzi vengono preformati vicino al contorno, il che a sua volta rende necessari dispositivi di bloccaggio complessi e quindi costosi.

Un altro fattore che aumenta la complessità della lavorazione sono le esatte tolleranze richieste. Tutte queste considerazioni hanno portato allo sviluppo di nuove tecnologie e soluzioni di lavorazione che supportano anche le piccole e medie imprese nella produzione di parti medicali nel modo più competitivo e produttivo possibile. Grazie a strumenti avanzati in combinazione con le più recenti qualità di materiali da taglio, geometrie e rompitrucioli innovativi, È possibile realizzare anche forme complesse mantenendo tolleranze precise.

La maggior parte dei pezzi implantari sono realizzati in lega di titanio Ti6AI4V. Vengono utilizzati anche acciai inossidabili, but surgeons prefer titanium because of its extremely beneficial strength-to-weight ratio and the fact that it grows better with human tissue.
Due to its low weight, high strength and biocompatibility, Ti6AI4V is the most common workpiece material for medical implants. Titanium implants are also useful for examinations that may be necessary, such as B. magnetic resonance or computed tomography are no obstacles.
Ti6AI4V is used for hip joints, bone screws, knee joints, bone plates, dental implants and surgical instruments, with cobalt-chrome alloys also being used more recently in the recent past.

The machining of titanium alloys requires higher cutting forces than the machining of steels. In contrast to steels with similar degrees of hardness, le leghe di titanio hanno proprietà metallurgiche che rendono difficile il processo di lavorazione.
Il titanio porta a rotture del tagliente quando lo strumento entra ed esce dallo strumento
Rispetto alle più diffuse leghe di ferro e alluminio, il titanio è più difficile da lavorare. Pensatelo come acciaio inossidabile, con la formazione di trucioli più tenaci e più lunghi durante la lavorazione del titanio. Inoltre, si osserva la tendenza alla rottura del tagliente quando l'utensile entra ed esce dall'utensile.

Gli utensili in carburo di tungsteno non devono necessariamente essere rivestiti perché, a differenza dell'acciaio, non provocano una reazione chimica con il titanio, ma devono essere molto affilati. Se vengono utilizzati rivestimenti, si tratta di materiali da taglio con rivestimento PVD come IC807 e IC808, perché questi aiutano a evitare il surriscaldamento con parametri di lavorazione più elevati.

KANGDING already offers a wide range of indexable inserts and cutting inserts for machining titanium, which by and large can be used in all common tool holders. Its main features include very sharp cutting edges as well as polished or ground rake faces, which lead to a high surface quality and counteract the formation of built-up edges.

Parti dell'impianto in lega di titanio

Titanium places special demands on machining.
When machining components made of titanium, the tools and the machining parameters must be adapted. The tendency of titanium to work hardening can have an effect on turning and milling. A high level of friction on the cutting edge can cause the tool to quickly become blunt. Sharp tools, correct cutting parameters and desired chip formation are parameters that affect quality. La durezza degli utensili e la resistenza al calore del rivestimento e del materiale devono essere adattate. C'è una tendenza alla rottura del tagliente quando l'utensile entra ed esce. Ciò può essere evitato scegliendo l'utensile giusto e utilizzando i parametri di lavorazione ottimali. A causa delle proprietà metallurgiche delle leghe di titanio, l'apporto di refrigeranti deve essere ottimizzato. Le proprietà del titanio e la loro combinazione portano a particolare elasticità o resistenza alla trazione, di cui tenere conto durante la fresatura o la tornitura. Se la fresatura e la troncatura di pezzi in titanio devono essere eseguite in modo economico, i.e. con una lunga durata dell'utensile e massime velocità di avanzamento, e devono essere mantenute un'elevata qualità superficiale e precisione dimensionale, anche gli utensili da taglio svolgono un ruolo importante.
Fresatura
KANGDING has use solid carbide end mills with sharp cutting edges for free-form milling. These end mills have rounded cutting edges of a maximum of 0.01 mm for semi-finishing and finishing. Inoltre, tools for machining both titanium and stainless steel in Chatterfree design (= unequal tooth pitch) have been use. They have excellent vibration-damping properties. Thanks to this unique geometry, high surface quality and tool life are achieved even at maximum feed rates.

With its relatively low modulus of elasticity, titanium is more elastic than steel, so that the workpiece material to be machined tends to spring back. Thin-walled workpieces are deflected under the cutting pressure, which leads to chatter marks and tolerance problems on the component. La soluzione a questi problemi è stabilizzare l'intero sistema utilizzando taglienti affilati in combinazione con geometrie adattate.
Inoltre, le leghe di titanio hanno una forte tendenza a reagire chimicamente con gli utensili da taglio (soprattutto nel caso di utensili rivestiti) e generare bordi di riporto.
Adduzione di refrigerante ottimizzata per la lavorazione del titanio
Tutti gli inserti da taglio e gli inserti multitaglienti sono disponibili nelle qualità di materiale da taglio IC807 e IC808, che da anni è il materiale da taglio preferito per la lavorazione del titanio nel settore aerospaziale. Oggi la gamma di prodotti di utensili per la lavorazione di componenti medicali comprende frese con taglienti estremamente affilati e superfici di spoglia lucide; Frese in metallo duro integrale dal diametro di 0.8 mm e alesatori dal diametro di 3 mm; Diversi tipi di inserti con WF aggressivo (= finitura tergicristallo) o MD (medico) rompitruciolo e versioni in titanio degli utensili di troncatura Jetcut.

KANGDING ha condotto approfonditi studi di mercato sugli strumenti più efficaci per la lavorazione di queste parti ortopediche molto complesse. Su questa base, KANGDING ha USO strumenti specifici, inserti da taglio, inserti multitaglienti e formatrucioli per la lavorazione di Ti6AI4V al fine di poter raggiungere le tolleranze richieste dall'industria.