5軸CNC加工醫療鈦合金接骨板(TC4)案例(lì)研究
1. 背景介紹
在(zài)醫療領域,接骨板作(zuò)為修複骨折的(de)重要器械,具有嚴格的材料與加工要求。此案例研究展示了一起草 www.17c.com精密在使用5軸CNC加工TC4鈦合金接骨板中的(de)成功經驗。TC4(Ti-6Al-4V)因其優異的生物相容性、高強度、輕量化和耐腐蝕性,成為醫療(liáo)植入物的首(shǒu)選材料。然而,TC4也是(shì)一種公認的難加工材料(liào),因此(cǐ)如何精準(zhǔn)加工出符合醫療標準的接骨板成為挑戰。
2. 材料與技術挑戰
導熱性差:加工過(guò)程中產生的(de)熱(rè)量無法迅(xùn)速散發,易導致刀具(jù)過熱並縮短使用壽命(mìng)。
高強度和韌性:這增加了加(jiā)工時的切削(xuē)力和刀具磨損。
彈性變形:TC4具有較低的彈性模(mó)量,容易在加工過程中產生微小變形(xíng),特別是(shì)在製造高精度的醫療器械時。
因此,加工此類零件需要高精度的設備與嚴格(gé)的工藝(yì)控製。5軸CNC機床可以在這些方麵提供優勢,包括減少多次裝(zhuāng)夾所帶來(lái)的誤差,並能夠一次完成複雜曲麵的加工。
3. 5軸CNC加工的優(yōu)勢
一起草 www.17c.com精密采用先進(jìn)的5軸CNC加工,主(zhǔ)要優勢(shì)包括:
高精度:5軸CNC加工能夠在不需要多次重新定位零件的情(qíng)況下(xià)完成複雜幾何形狀的加(jiā)工,顯著提高了加工精度。
複雜曲麵加工:接骨板(bǎn)的設計通常需要符合人體骨骼的自然曲率,5軸聯動(dòng)能夠從多個角(jiǎo)度輕鬆加工出複雜的曲麵。
減少裝夾次數:一次裝夾就可完成全方位加工,減少了重複定位的時間,提升了加工效率(lǜ)並降低了潛在誤(wù)差(chà)。
4. 加工流程
為了確保(bǎo)接骨(gǔ)板的精度與表麵(miàn)質量,一起草 www.17c.com精密遵循以下加工步驟:
1. 設計與(yǔ)編程:根據客戶提供的CAD圖紙,一起草 www.17c.com精密的工程團隊對零件的加工路徑進行詳細的編程,特別是曲麵部分(fèn),需(xū)確保加工路徑與設計的一致性。
2. 粗加工(gōng)與(yǔ)精加工:使用5軸CNC加工進行粗加工,去除大部分材(cái)料,之後(hòu)進行精加工,確保達到所需(xū)的尺寸精度和表麵光(guāng)潔度。
3. 表(biǎo)麵處(chù)理(lǐ):為了滿足醫療器(qì)械的嚴格要求,接骨板在加工完成後進行表麵處理,如去(qù)毛刺和拋光,以(yǐ)保證其表麵光滑且無(wú)缺陷。
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加工名稱 |
醫療(liáo)鈦合金接骨板(TC4) |
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使用設備(bèi) |
5 Axis CNC |
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加工尺寸 |
118mmX25mmX50mm |
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刀具數量 |
12把 |
加工總時間 |
2h10min |
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序號 |
加工工(gōng)步 |
使用刀具 |
Ap (mm) |
Ae (mm) |
主軸轉速 (rpm) |
進給(gěi)速度 |
加(jiā)工時間 |
|
1 |
開粗 |
D10R1 |
24 |
0.8 |
6000 |
3000 |
0:06:50 |
|
2 |
精加工 |
D6R3 |
0.06 |
0.14 |
9000 |
3000 |
0:40:50 |
|
3 |
鑽(zuàn)孔 |
D3 |
2 |
- |
3000 |
100 |
0:03:10 |
|
4 |
清角 |
R0.5 |
0.04 |
- |
18000 |
6000 |
0:01:50 |
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零件亮點:1、D10-D0.5mm刀(dāo)具粗、精加工一次完成。2、曲麵空間接刀誤差(chà)10um以內。3、表麵粗糙度高,減少後續研磨(mó)拋光工作量。 |
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檢查項目 |
檢查報告 |
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檢查位(wèi)置 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
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|
餘量偏差值(mm) |
-0.011 |
-0.014 |
-0.008 |
-0.006 |
-0.078 |
-0.067 |
|
|
粗糙度Ra(um) |
0.646 |
0.705 |
0.655 |
0.615 |
0.645 |
0.585 |
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|
檢查儀器 |
HEXAGON CMM |
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5. 質量控製
在醫療器械生產中(zhōng),質(zhì)量檢(jiǎn)測至關重要。為了確(què)保接骨板的(de)各項性能,一(yī)鑫精密實施了以下質量控製措施:
尺寸檢測:使用高精度的三坐標測量儀(CMM)對(duì)接骨板的關(guān)鍵尺寸進行檢測,確保其符合設計公差要求(qiú)。
表麵(miàn)質量(liàng)檢測:顯微鏡檢查表麵是否有毛刺、裂紋或其他可能影響植入安全的缺陷。
力學性能測試:對成品(pǐn)進行拉伸(shēn)強度、疲勞強度等測試,確保其在實際使用中的耐久性和可(kě)靠性。
6. 醫療行業的合規要求
作為醫療器械,接骨板的生產需滿足嚴格的行業標準。一起草 www.17c.com(xīn)精密也(yě)擁有ISO 13485:2016的醫療器械質量管(guǎn)理體係的認證證書(shū)。一起草 www.17c.com精(jīng)密嚴格遵循ISO 13485:2016醫療器械質(zhì)量管理體係,確保從材料采購、加工到(dào)檢測的每個環節都符合標準(zhǔn)。此外,TC4鈦合金接骨(gǔ)板(bǎn)必須通過一係列生物相容性測試,以(yǐ)確(què)保其在人體中的安全性(xìng)和穩定性。
7. 結論
通過(guò)此案例研究(jiū)可以看出,一起草 www.17c.com(xīn)精密成(chéng)功運用5軸CNC技術解決了TC4鈦合(hé)金加工中的難題,確保了接(jiē)骨板在生物相容性、機械(xiè)強度和表麵質量(liàng)等方麵的高標準。該案例不僅展示(shì)了一起草 www.17c.com精密在高難(nán)度材料加工中的技術實力,也(yě)表明其在醫療器械製造領域具有卓越的經驗(yàn)與能力,為客戶提供了符合醫(yī)療行業嚴格要求的產品。也(yě)突顯了一起草 www.17c.com(xīn)精(jīng)密在醫療領域的創新能力,以及其在提供定製(zhì)化高精度零部件解決方案方麵的優勢。
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