5軸CNC加工醫療鈦合(hé)金(jīn)接骨板(TC4)案例研究
1. 背景介紹(shào)
在醫療領(lǐng)域,接骨板作為修(xiū)複骨折的重(chóng)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(mì)在使用5軸CNC加(jiā)工TC4鈦合金接骨板中的成(chéng)功經(jīng)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(rù)物(wù)的首選材料。然而,TC4也是一種公認的難加工材料,因此如何精準加工出符合醫療標準的接骨板成為挑戰。
2. 材料與技術挑(tiāo)戰
導熱性差:加工過程中產生的熱量(liàng)無法迅速散發,易導致刀具過(guò)熱並縮短使用壽命。
高強(qiáng)度和韌性:這增加了加工時的切削力和刀具(jù)磨(mó)損。
彈性變形(xíng):TC4具有較低的彈性模量,容易在加工過程中產生微小(xiǎo)變形,特別是在製造高精度(dù)的醫療(liáo)器械時。
因此(cǐ),加工此類零件需要高精度的設(shè)備(bèi)與嚴格(gé)的(de)工(gōng)藝控製。5軸CNC機床可以在這些方麵提供優勢,包括減(jiǎn)少多次裝夾所(suǒ)帶(dài)來的誤差,並(bìng)能夠一次完成複雜曲麵的加工。
3. 5軸CNC加工的優勢
一起草 www.17c.com精密采用先進的5軸CNC加工,主要優勢(shì)包(bāo)括:
高精度:5軸CNC加工能夠在不需要多次重新定位零件的(de)情況下完成複(fù)雜幾何形狀的加工,顯(xiǎn)著提高了(le)加工(gōng)精度(dù)。
複雜曲麵(miàn)加工:接骨板的設計通常需要符合人體骨(gǔ)骼的自然曲率,5軸聯動能夠從多個角度輕鬆加工出複雜(zá)的曲麵。
減少裝夾次數:一次裝夾就可完成全(quán)方位加工(gōng),減少了重複定位的時間,提(tí)升了加工效率(lǜ)並降低了潛在誤差。
4. 加工流程
為了確保接骨板的精度與表麵質量,一起草 www.17c.com精密遵循以下加工步驟:
1. 設計與編程:根據客(kè)戶提供的(de)CAD圖紙,一起草 www.17c.com精密的工程團隊(duì)對零件(jiàn)的加工路徑進行詳細的編程,特別是曲麵部分,需確保(bǎo)加工路徑與設計的一致性。
2. 粗加工與精加工:使用5軸(zhóu)CNC加工進行粗加工,去除大部分材料,之後進行精加工,確保達到(dào)所需的尺寸(cùn)精度和表麵光潔度。
3. 表麵(miàn)處理:為了滿足醫療(liáo)器械的嚴(yán)格要求,接骨板(bǎn)在加工完(wán)成後進行(háng)表麵處理,如去毛刺和(hé)拋光,以保證其表麵光滑且無缺陷。
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加工(gōng)名稱 |
醫療鈦合(hé)金接骨板(TC4) |
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使用設備 |
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 |
加工工步 |
使用刀具 |
Ap (mm) |
Ae (mm) |
主軸轉速 (rpm) |
進給(gěi)速度 |
加工時間 |
|
1 |
開粗 |
D10R1 |
24 |
0.8 |
6000 |
3000 |
0:06:50 |
|
2 |
精加工(gōng) |
D6R3 |
0.06 |
0.14 |
9000 |
3000 |
0:40:50 |
|
3 |
鑽孔 |
D3 |
2 |
- |
3000 |
100 |
0:03:10 |
|
4 |
清角 |
R0.5 |
0.04 |
- |
18000 |
6000 |
0:01:50 |
|
零件亮點:1、D10-D0.5mm刀具粗、精加工一次完成。2、曲麵空間(jiān)接刀(dāo)誤差10um以內。3、表麵粗糙度高(gāo),減少後續研磨拋光(guāng)工作量。 |
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檢查項目 |
檢查報告 |
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檢查位置 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
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餘量偏差(chà)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(jiǎn)查儀(yí)器 |
HEXAGON CMM |
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5. 質量控製(zhì)
在醫療器械生產中,質量檢測至關重要。為了確(què)保接骨板的各項(xiàng)性能,一起草 www.17c.com精密實施了以下質量控製措施:
尺寸檢(jiǎn)測(cè):使用高精度的三坐標測量儀(CMM)對接骨板的關鍵尺寸進行檢測,確保其符合設計公差要求。
表(biǎo)麵質量檢測:顯微(wēi)鏡檢(jiǎn)查表(biǎo)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:對成品進行拉伸(shēn)強度、疲(pí)勞強度等測試,確保其在實際使用中的耐久性和可靠性。
6. 醫療行業的合規要求
作為醫療器械,接骨板的生產(chǎn)需滿足嚴格的行業標準(zhǔn)。一起草 www.17c.com精密也擁有ISO 13485:2016的醫療器械質量管理體係的認(rèn)證證書。一起草 www.17c.com精密嚴格遵循ISO 13485:2016醫療器械質量管理體係,確保從材料(liào)采購、加工到檢(jiǎn)測的(de)每個環節都符合標準。此外,TC4鈦合金(jīn)接骨(gǔ)板必須通過一(yī)係列生(shēng)物相(xiàng)容性測試,以確保其在人體中的安全性和穩(wěn)定性。
7. 結論
通過此案例(lì)研究可以看出,一起草 www.17c.com精密成功運用5軸CNC技(jì)術解決了TC4鈦合金加工中的難題,確保了接骨板在生物相容性、機械強度和表麵質量等方麵的高標準。該案例不僅展(zhǎn)示了一起草 www.17c.com(xīn)精密在高難度材料加工中的技術實力,也(yě)表明其在醫療器械製造(zào)領域具有卓越的經驗與能力(lì),為客戶提供了符合醫療行業嚴(yán)格要求的產品。也突顯了一起草 www.17c.com精密在(zài)醫療領域的創新能力,以及其在提供定製化高精度零部件解決方案方麵的優(yōu)勢。
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