技（jì）術前（qián）沿:如何在南京CNC加工中心（xīn）精確製作醫用零件？

看各種醫療（liáo）零部件。它們（men）的形狀多種多樣。每個部分都有獨特的形（xíng）狀，幾乎一樣。還有很多（duō）種材料（liào），如鐵、銅、鋁，以及各種（zhǒng）非金屬材料，如橡膠、塑料、陶瓷、其他複合材料等（děng）等。很多人都覺得很奇怪:金屬、塑料等（děng）是用什麽樣的工（gōng）藝方（fāng）法製造出來的？分成不同形狀的（de）部分？
世界上有那麽多不同形狀的醫療零件，它們是如何製成的？-工（gōng）匠加工
其實這涉及到一個非常複雜的學科:醫療製造技術。這些零件是醫（yī）用製造過程的一部（bù）分，稱（chēng）為（wéi）醫用零件的製（zhì）造過程。從原材料到零件，第一步就是（shì）做（zuò）零件毛坯。常用的醫用零件毛坯類型有鑄件、鍛件、衝壓件、焊接件和粉末冶金件，所以醫用零件的加（jiā）工工藝有鑄造、鍛造、衝壓、焊接、粉末冶金、塑料成（chéng）型等。下麵分別介紹。
世界（jiè）上有（yǒu）那麽多（duō）不同形狀的醫療零件，它們是如何製（zhì）成的？-工匠加（jiā）工
1.鑄造:鑄造是將熔融的（de）金屬液體澆注到模具的型腔中，待其凝固冷卻後，獲得具有（yǒu）一定形狀的零件或零件毛坯（pī）的一（yī）種成型方法。用鑄造成型方法獲得的毛坯或零件稱為（wéi）鑄（zhù）件（jiàn）。按鑄造工藝分類，大致可分為兩大類:砂型鑄造(90%)和特種鑄造(壓（yā）力鑄造、低壓鑄造、金屬型鑄造、離心鑄造等。)，可以根據零件的材質（zhì）、形狀、性能合理選擇。
世界上有那麽多不同形狀（zhuàng）的醫療零件，它們是如何製成的（de）？-工匠加（jiā）工
是醫療製造過程中最常用的毛坯製作方法。車重中（zhōng）約10%的零件是通過鑄造獲得的。對於各種形（xíng）狀複雜、用其他（tā）方法難以成（chéng）形的零件，以及各種要求耐磨、承壓（yā）、減振、價格低廉的零件（jiàn），隻能用鑄造工藝生產零件（jiàn）毛坯。如缸體、缸蓋、活塞、活塞（sāi）環、缸套（tào）、進排氣支管、變速箱、轉向器殼、後輪軸殼、製動鼓、各種支架等。鑄（zhù）件一般要放置一段時間以（yǐ）消除（chú）內應力，這叫時效處理。
世界上（shàng）有那麽多（duō）不同（tóng）形狀的醫療零件，它們是如何製成（chéng）的（de）？-工匠加工
醫用鑄件的主要特點（diǎn）是壁薄（báo）、形狀複雜、重量輕、可靠性好、尺寸（cùn）精度（dù）高、批量生產規模（mó）大。並且可以（yǐ）使用多種材料，如（rú）鑄鐵、鑄鋼（gāng）、鑄（zhù）鋁、鑄銅等。鑄鐵還可分為灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄（zhù）鐵、可鍛鑄（zhù）鐵和合金鑄鐵等（děng）。隨（suí）著鑄造技術（shù）的不斷發展，鑄件的應用範圍不斷擴大（dà）。比如過去用鍛造（zào）技術製造的曲軸、連（lián）杆、齒輪等零件，逐漸被鑄件取代。下圖是醫用發（fā）動機曲軸的鑄造工藝流程（chéng）圖。
世界（jiè）上有那麽多不同形狀的醫療（liáo）零件（jiàn），它們（men）是如何製成的？-工匠加工
2.鍛造（zào）:鍛造是（shì）利用金屬材料的塑性（xìng），借助外力(壓力設備)和加工（gōng）模具（jù）的作用，使坯料或鑄錠部分或全（quán）部變形，形成所需形（xíng）狀、尺寸和（hé）一定組織（zhī）性能的鍛件的加工方法。根據工具和模具的排列（liè），可分為自由鍛、模鍛和模鍛。按加工溫度可分為熱（rè）鍛、溫鍛、冷鍛和等（děng）溫鍛造。
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鍛造是醫療零件製造過程中的另一種常（cháng）見方（fāng）式。鍛件鍛造後可獲得連續均（jun1）勻的金屬纖維組織，因此鍛件具（jù）有良（liáng）好（hǎo）的力學性（xìng）能，常用於受力複雜的重要鋼件。鍛件是材料塑（sù）性變形的結果，所以鍛件晶粒細小，沒（méi）有（yǒu）鑄件的粗大組織和內部缺陷。因此（cǐ），一些要求高強（qiáng）度、耐衝擊、耐疲勞的重要零件多（duō）為鍛造毛坯，如各種齒（chǐ）輪、各種軸、凸（tū）輪軸、連杆、懸架上下臂、轉向節、轉向節臂等。其主要缺點是難以獲得複（fù）雜的（de）形（xíng）狀，尤其是一些具有（yǒu）複雜型腔的零件。
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3.衝壓:衝壓技術是一（yī）種先進的金屬加工方法，它（tā）是基於金屬的塑性變形。在常溫條件下，金屬板材在衝壓模具中被切斷或（huò）成形，以（yǐ）獲（huò）得具有一（yī）定形狀（zhuàng）、尺寸和性能的零件。因為鈑金（jīn）衝壓的坯料厚度一（yī）般小於4mm，一般是在（zài）常（cháng）溫下衝壓，所以（yǐ）也叫冷衝壓。衝壓件（jiàn）一（yī）般通過落料、拉延、切邊、衝孔、複合落料、彎曲、複合扣合等幾道工序衝壓成（chéng）規定的（de）形狀。
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衝（chōng）壓技術廣泛應用於醫療行業。醫用車身上的覆蓋件、結構件（jiàn）等全金屬薄殼結構，以及構成醫用車身的零件，基本都是通過衝壓工（gōng）藝生產的。具有生產（chǎn）率高（gāo）、操作（zuò）簡單、易於實現機械（xiè）化（huà）和自動化、質量穩定、無需後期機械加工、能加工形狀（zhuàng）複雜（zá）的零件、衝壓件表麵質量好、冷衝壓不（bú）改變材料的機械性能等特點。它的缺點是不能加工（gōng）較厚的材料。醫用衝壓用的模具技術性很強，世界上隻有少數幾個國家能生產。現在國內大部分（fèn）車企使用進口模（mó）具，少數公司使用國產模具和衝壓（yā）設備。
世界上有那麽多不同形（xíng）狀的（de）醫療零件，它們是如何製成的？-工匠加（jiā）工
4.焊接:焊接是兩塊金屬局部加熱（rè）或同時加熱加壓，有或沒有填充物的一種加工方法。其特點（diǎn）是能（néng）以小尺度（dù）、小尺度、小尺度製造重型、複雜的機器零件，能把不同形狀、大小的不同材料（liào）和毛坯連接成（chéng）一個不可分割（gē）的（de）整體，使材料的性（xìng）能得到充分發揮。
世界上有那麽多不同形狀的醫（yī）療零件，它們是如何製成的？-工匠加工
在醫療裝配過（guò）程中，焊接占有很大（dà）的比重。有一種工（gōng）藝（yì）叫焊接工藝，就是把衝壓件焊接起來形成一（yī）個醫（yī）療體，很多零件也是焊接在一起的。在醫療製造中，專用自動焊機和弧焊機器人工作站（zhàn）應用廣泛，焊（hàn）接方法有點焊、釺焊、激光焊接等。其中激光焊（hàn）接是最（zuì）先進的，在一些車輛上已經得到了廣泛的應用，所以這種車輛的車身強度比較高。
世界上有（yǒu）那麽多不同形狀的醫療零件，它們是如何製成的？-工匠加工（gōng）
5.粉末冶金粉末冶金是將金屬粉末，或（huò）金屬與（yǔ）非（fēi）金屬粉末的混合物，通（tōng）過成型和燒結，凝固（gù）成具有一定形狀的（de）金屬製品的技術。其產品統稱為粉末冶金零件或燒結零件。隨著醫療零件的高強度、高精度和低成本，越來越多的（de）粉末冶金零件（jiàn）被用於醫療，如醫療發動機的氣門座、皮帶輪、粉末（mò）冶金鏈輪和連杆等。
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6.非金屬材料成型工藝:醫療中有大量（liàng）的橡膠、塑（sù）料、陶瓷等複合材（cái）料，如保（bǎo）險杠、車門內襯、工作台、密封（fēng）條、油箱等。它們是如何製造和成型的？這涉及到非金屬材料的成型工藝。一般來說，有注射成型、壓縮成型、注射成型、擠出成（chéng）型、中空吹塑成型、熱成型（xíng）壓延（yán）成型、澆鑄成型、玻璃纖維熱固性塑料低壓成型（xíng）、旋轉成型（xíng）(旋轉成型)、發泡成型、快（kuài）速成型等方式。
世界（jiè）上有那麽多不同形狀（zhuàng）的醫療零件，它們是如何製（zhì）成的？-工匠加工
這樣（yàng）處理的醫用零件可以直接裝車使用嗎？其實不是（shì）的。這樣得到的零件隻能稱為醫用零件毛坯，並不是真正的零件。表麵還是很粗糙，尺（chǐ）寸（cùn）精度達不到要求。一些醫用零件的尺（chǐ）寸精度甚至以微米來衡量（liàng），如活塞、曲軸、連杆等。此外，切割、鑽孔、切割電線等。因此有必要進一步加工它們以獲得足夠的精（jīng）度（dù）和表（biǎo）麵粗糙度。醫用零件是通過車削、刨削、銑削、鑽孔、鏜孔、磨削等加（jiā）工而成的。整（zhěng）個加工過程也非常精密，零件可以加工到要求的尺寸（cùn）精度。
世界上（shàng）有那麽（me）多不同形狀的醫療零件，它們是如何製成的？-工匠加工
除了機械（xiè）加工（gōng）方法外（wài），還有一些零件，由於其高硬度、高強（qiáng）度、高脆性（xìng）或高熔點等特點，很難用普通機械加工，如硬質合金、鈦（tài）合金、淬火工具鋼（gāng）、玻璃、陶瓷等。還有一些表麵形狀非常複雜的零件，很難通過進一（yī）步的機械加工進行精密加工。在這種情（qíng）況下，就需要一些特殊的處理方法，稱（chēng）為（wéi）特殊處理。常用的方法包括電火花加工（gōng）、電（diàn）化學加工、超聲（shēng）波加工、離子束加工、電子束加工、激（jī）光加工等。另外，發動機氣缸內壁經激光處理（lǐ）後，可以獲得更高的硬度，延（yán）長發動機的使用壽命。
世界上有那麽多不同形狀的醫療零件，它們（men）是（shì）如何製成的？-工匠加工（gōng）
機械加工完成後，醫療零件需要經過最後一個階段，也就（jiù）是熱處理。所謂熱處理，就是對固態金屬進行再加熱、保溫或冷卻，以改（gǎi）變其組織結構，滿足使用或加工要求的一（yī）種生產方法（fǎ）。它不（bú）改變金屬的化學成分，而（ér）是改變工件內（nèi）部（bù）的顯微組織或（huò）工件表麵的化學成分來賦予（yǔ）或改善工件的使用性能（néng）。包括四（sì）個基本過程:退火、正火、淬火和回火。此外，還有一些（xiē）零件需要進行表麵熱處理、調質熱處理（lǐ）或化學處理，如（rú）齒輪表（biǎo）麵滲碳（tàn）、曲（qǔ）軸表麵滲氮等，既要使零（líng）件表麵有足夠的硬度，又要使零件心部有足夠的韌性。但這樣的曲軸是不允許磨削修複的，否則會很快斷裂。


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南京CNC製造的（de）產品包括醫（yī）療手術中使用（yòng）的各種手術器械，如套管針(皮膚穿刺器)、骨鑽、鋸等。使（shǐ）用CNC加工（gōng）時，零件（jiàn）通常用3至5軸銑削或用可移動刀具CNC車床車削。用（yòng）於（yú）製造醫（yī）療部（bù）件的最常見的機器類型包括CNC銑床、車床、鑽床和計算機（jī）化銑床。可靠性和高質量是醫療零件加工的（de）重中之重，因此醫療器械行業對專業精密工具提出了新的要求。難加工的材（cái）料、複雜（zá）的工件形狀和頻繁的CNC小批量生產對加工專（zhuān）業醫療設備所用的刀具提（tí）出了很高的要（yào）求。主要（yào）表現在:


1.南京對CNC機床的要求更高。


瑞士自動車床、多軸機床、旋轉（zhuǎn）工作（zuò）台（tái）等先進的醫療設備，與通（tōng）常（cháng）的加（jiā）工中心、車床完（wán）全不同。它們的尺寸非常小，結（jié）構非常緊湊。要符合（hé）這個要求，刀具（jù）的結構也需要有特殊的設計，要求刀（dāo）具的尺寸要小，同時要保證刀具的剛性。




2.南京對CNC加工效率要（yào）求很高。


對於醫療器械來說，最重要的是加工效（xiào）率，也（yě）就是加工節奏。要求能夠在最短的時間（jiān）內更換（huàn）刀片。


3.從工件本身來說（shuō），它與其他機械零件有很大的不同；植（zhí）入人體的醫療（liáo）器械首先要表現（xiàn）出非常好的光潔度，非常（cháng）高的精度，不能有偏差，這就要求刀片結構的設計和刀片塗（tú）層的設計必須滿足很高的加（jiā）工要求。


4、南京CNC加（jiā）工要求:

微米級的公（gōng）差在醫療行業非常普遍，選擇合適的工具需要敏銳的洞察力和豐富的經驗。一方麵，即使在鑽小孔（kǒng）時，也需要使用潤滑劑來減少摩擦，可靠地散熱（rè）和處理（lǐ）刀刃處的細小鐵屑；另一方（fāng）麵，在生（shēng）產尖端（duān）醫療器械(無毛刺)時（shí），需要使用鋒利光滑的（de）切割（gē）工具來獲得高質量的表麵。

原文鏈接：南京CNC加工http://www.xjssy.cn/cn/info_15.aspx?itemid=625