機械加工醫用鈦零件製造商

醫療部件, 尤其是植入物, 是中小型精密泰坦零件加工中成長最快的領域之一. 這是因為人口比例超過 65, 誰佔據了植入物市場的最大份額, 幾乎將增加三倍 2050.

機械加工醫用鈦部件

鈦作為材料的醫療應用不斷擴大, 在人體中新的應用可能性不斷被開啟. 銷釘採用鈦零件, 螺絲, 線材和棒材, 盤子, 網格和籠子到帶有關節的移動部件，例如手指或腳趾的替代品. 用銑削鈦零件和鈦組件取代骨骼和關節是一項複雜的任務, 但手術, 骨科和牙科離不開鈦植體.

在很多情況下, 鈦也成為儀器材料, 工具, 裝置, 範本, 測量模板和設備. 在此背景下, 高強度, 低密度和由此產生的低重量, 耐腐蝕性, 鈦的非反射表面和非磁性特性受到重視. 為此原因, 鑷子, 牽開器, 針和微針以及支架, 剪刀, 潔牙機, 演習, 電極和夾子優選由鈦製成. 外科醫生和教師使用設備, 括號, 鈦製量規和測量模板. Titanium products are also used in the aerospace, optical and electronic industries.

The demand for products made of titanium is constantly increasing. The processing of titanium metal was around 60,000 t worldwide for around 20 年. It is now assumed that annual consumption amounts to around 300,000 t worldwide. The USA, Western Europe and China are seen as the main drivers of growth.

Continuous dynamic growth can be observed in the medical industry, which consequently also stimulates the machining industry. This growth goes hand in hand with intensive R&D activities and the longer lifespan of people in all industrialized nations.

Orthopedic implants represent a special market segment in which this dynamic is very noticeable. In this area, manufacturers are constantly on the lookout for new, 改進加工機器和切削工具，以便在競爭中脫穎而出.

植入體內的鈦部件

更換骨骼和關節是一項複雜的任務
醫療技術零件的加工有時意味著處理非常小的零件, 由鈦等難加工材料製成的複雜部件, 鈷鉻合金或不銹鋼，不忽視高尺寸精度. 加工如此複雜的骨科零件來取代人體骨骼和關節是一項極其複雜的任務.

對於現成加工的零件, 必須去除很多材料. 由於所使用的工件材料只能以比鋼更低的加工參數進行加工, 這使得加工過程非常昂貴. 為此原因, 有些工件是在接近輪廓的位置預先成型的, which in turn makes complex and therefore expensive clamping devices necessary.

Another factor that adds to the complexity of machining is the exact tolerances required. All of these considerations have led to the development of new machining technologies and solutions that also support small and medium-sized companies in the production of medical parts in the most competitive and productive way possible. Thanks to advanced tools in combination with the latest cutting material grades, innovative geometries and chip breakers, complex shapes can also be manufactured while maintaining precise tolerances.

Most of the implant workpieces are made from the titanium alloy Ti6AI4V. Stainless steels are also used, 但外科醫生更喜歡鈦，因為它具有極其有益的強度重量比，而且它能更好地與人體組織一起生長.
由於其重量輕, 高強度和生物相容性, Ti6AI4V 是醫療植入物最常見的工件材料. 鈦植入物對於可能需要的檢查也很有用, 比如B. 磁振造影或電腦斷層掃描沒有障礙.
Ti6AI4V用於髖關節, 骨螺絲, 膝關節, 骨板, 牙植體和手術器械, 最近也使用鈷鉻合金.

加工鈦合金比加工鋼需要更高的切削力. 與具有相似硬度的鋼相比, 鈦合金的冶金特性使得加工過程變得困難.
當刀具進入和離開刀具時，鈦會導致切割刃破裂
與更流行的鐵和鋁合金相比, 鈦金屬更難加工. 把它想像成不銹鋼, 加工鈦時會形成更堅韌和更長的切屑. 另外, 當刀具進入和離開刀具時，有觀察到切削刃破損的趨勢.

碳化鎢工具不一定需要塗層，因為, 不像鋼, 它們不會與鈦發生化學反應, 但它們必須非常鋒利. 如果使用塗層, 這些是 PVD ​​塗層切削材料牌號，例如 IC807 和 IC808, 因為這些有助於避免較高加工參數下的過熱.

康定已經提供了各種用於加工鈦合金的可轉位刀片和切割刀片, 基本上可以用於所有常見的刀柄. 其主要特徵包括非常鋒利的切割邊緣以及拋光或磨削的前刀面, 從而實現高表面質量並抵消積屑瘤的形成.

鈦合金植入件

鈦對機械加工提出了特殊要求.
加工鈦製成的部件時, 必須調整刀具和加工參數. 鈦的加工硬化傾向會對車削和銑削產生影響. 切削刃上的高摩擦力會導致刀具很快變鈍. 尖銳的工具, 正確的切削參數和所需的切屑形成是影響品質的參數. 工具的硬度以及塗層和材料的耐熱性必須相適應. 當刀具進入和退出時，切削刃有破裂的趨勢. 透過選擇正確的刀具並使用最佳的加工參數可以避免這種情況. 由於鈦合金的冶金特性，必須優化冷卻液的供應. 鈦的特性及其組合導致特定的彈性或拉伸強度, 銑削或車削時必須考慮的因素. 如果要經濟地進行鈦零件的銑削和切斷, IE. 具有較長的刀具壽命和最大進給率, 並保持高表面質量和尺寸精度, 切削工具也發揮重要作用.
銑削
康定使用具有鋒利切削刃的整體硬質合金立銑刀進行自由曲面銑削. 這些立銑刀的圓角切割刃最大為 0.01 mm 用於半精加工和精加工. 另外, 採用無顫振設計的鈦合金和不銹鋼加工刀具 (= 不等齒距) 已經使用過. 它們具有出色的減振性能. 得益於這種獨特的幾何形狀, 即使在最大進給率下也能實現高表面品質和刀具壽命.

具有相對較低的彈性模量, 鈦比鋼更有彈性, 使被加工工件材料趨於回彈. 薄壁工件在切削壓力下產生偏斜, 這會導致部件上出現顫痕和公差問題. 這些問題的解決方案是透過使用鋒利的切割刃並結合適應的幾何形狀來穩定整個系統.
另外, 鈦合金有強烈的與切削刀具發生化學反應的傾向 (特別是對於塗層工具) 並生成堆積邊.
優化鈦加工冷卻劑供應
所有切削刀片和可轉位刀片均提供切削材料等級 IC807 和 IC808, 多年來一直是航空航太工業加工鈦的首選切削材料牌號. 如今，用於加工醫療部件的刀具產品系列包括具有極其鋒利切削刃和拋光前刀面的立銑刀; 整體硬質合金銑刀直徑為 0.8 毫米和鉸刀的直徑 3 毫米; 具有侵略性 WF 的不同類型可轉位刀片 (= 雨刷表面處理) 或醫學博士 (醫療的) 切屑形成器以及 Jetcut 切斷工具的鈦合金版本.

康定針對加工這些非常複雜的骨科零件的最有效工具進行了廣泛的市場研究. 以此為基礎, 康定有使用專用工具, 用於加工 Ti6AI4V 的切削刀片和可轉位刀片以及斷屑器，以便能夠達到行業要求的公差.