醫(yī)療零部件加工是一個非常重要的領(lǐng)域，它涉及到人們的健康和生命安全，而醫(yī)療設(shè)備的高效性和穩(wěn)定性則需要各種高精度、高質(zhì)量零部件的支持。醫(yī)療零部件加工對工件材料、加工精度、表面光潔度等要求高，這就要求加工系統(tǒng)可靠性高。從而，也就對機床、夾具、刀具、CAM軟件等提出了極高的要求。工件通常在瑞士自動車床、多主軸機床和回轉(zhuǎn)工作臺等先進(jìn)的醫(yī)療零部件加工設(shè)備上加工。

　　本文將為大家介紹醫(yī)療零部件加工的特點以及加工過程中的難點。

　　一、醫(yī)療零部件加工的特點

　　1. 高精度

　　醫(yī)療器械的精度要求非常高，零部件的加工精度至少要達(dá)到0.005mm。這就需要加工設(shè)備和工藝都要具有高精度。

　　像瑞士自動車床、多主軸機床和回轉(zhuǎn)工作臺等先進(jìn)的醫(yī)療零部件加工設(shè)備，與通常看的的加工中心及車床完全不同，他們的尺寸非常小、結(jié)構(gòu)非常緊湊。順應(yīng)這樣的要求，刀具的結(jié)構(gòu)也需要有特殊的設(shè)計，要求刀具的尺寸也要很小，同時還要保證刀具的剛性。像伊斯卡SWISSCUT系列專門針對凸輪式機床，減少了加工區(qū)域狹小易產(chǎn)生干涉的問題，可以很方便地從刀桿的兩側(cè)更換刀片，高精度的刀片和牢固的刀座設(shè)計保證了高的重復(fù)定位精度。MINCUT是伊斯卡最新研發(fā)的刀具，既可用于車削，也可用于銑削，小規(guī)格刀具卻具有高剛性，可應(yīng)用于多主軸機床或者是加工中心上。

　　2. cnc加工效率要求高質(zhì)量高

　　醫(yī)療器械的質(zhì)量是生死攸關(guān)的，所以醫(yī)療零部件的質(zhì)量必須穩(wěn)定可靠，材料也必須符合醫(yī)療行業(yè)的各項規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。因此，醫(yī)療零部件加工需要從材料的選擇到加工的每一個細(xì)節(jié)都要嚴(yán)格把關(guān)。

　　對于醫(yī)療零部件而言，最看重的就是加工效率，也就是加工節(jié)拍，要求在最短的時間內(nèi)，能夠更換刀片。伊斯卡的MULTI-MASTER變形金剛可換刀頭系列，只需要幾秒鐘就可換上不同的銑刀頭。快換刀頭的理念，對加工節(jié)拍具有很好的保證。此外，要求刀具的壽命要盡可能的穩(wěn)定、盡可能的長。應(yīng)盡可能采用高品質(zhì)的刀具，兼具涂層、刃口、斷屑槽型、刀具結(jié)構(gòu)形式的整體配合的。這樣，才能保證機床24小時運轉(zhuǎn)，才能以非常高的生產(chǎn)效率與市場上其他的競爭對手進(jìn)行競爭，從而取得競爭優(yōu)勢。

　　3. 超細(xì)加工

　　由于醫(yī)療零部件的尺寸通常較小，有時只有幾毫米甚至更小，因此需要使用超細(xì)加工技術(shù)，如微機電加工、激光加工等。

　　4. 特殊表面處理

　　一些醫(yī)療器械的零部件需要特殊表面處理，如生物活性表面、光學(xué)表面等。

　　二、醫(yī)療零部件加工的難點

　　1. 材料選擇

　　醫(yī)療零部件通常需要使用高強度、高硬度、高穩(wěn)定性的材料，如鈦合金、不銹鋼等。但是這些材料的機械性能和加工特性都非常難以掌控，需要加工工程師經(jīng)過深入的研究和實驗才能確定合適的加工參數(shù)。

　　90%的醫(yī)療零部件植入部件由Ti6Al-4V鈦合金制成，源于輕質(zhì)、高強度及高的生物相容性，鈦合金6AL-4V成為醫(yī)用植入器械的最常用的材料。鈦合金6AL-4V通常用于髖關(guān)節(jié)、骨螺釘、膝關(guān)節(jié)、接骨板、種植牙、脊椎連接元件的制作。鈦合金具有加工硬化的特性。加工過程剪切角大，產(chǎn)生的切屑薄，并在刀具上形成相對小的接觸區(qū)域。另外，加工過程中高的切削力，結(jié)合切屑流動時的摩擦力，將綜合導(dǎo)致刀具局部切削熱過高。而鈦合金熱傳導(dǎo)性差，令切削熱不能很快地傳導(dǎo)出去。于是，大量的切削熱集中于切削刃及刀具表面。高的切削力，切削熱會綜合引起月牙洼的產(chǎn)生，并引起刀具的快速失效。

　　相對低的彈性模量，使得鈦合金相對于鋼彈性更佳。因此，應(yīng)避免切削力過大，以保障工件的反彈小。薄壁件在刀具壓力下有變形的趨勢，引起震顫、摩擦甚至公差問題。解決問題的關(guān)鍵是保證整個系統(tǒng)的剛性，采用鋒利切削刃、正確的幾何形體的刀具是非常必要的。另外，鈦合金具有在高溫下與切削刀具發(fā)生化學(xué)反應(yīng)合金化的趨勢，其切屑有焊接到刀具表面的趨勢。

　　2. 加工精度

　　醫(yī)療零部件加工的精度要求非常高，如0.005mm，這需要加工設(shè)備本身具有高精度，同時還需要加工工藝的每一步都能夠嚴(yán)格掌控。例如，決定了加工精度的加工工藝（主要是研磨和拋光）需要經(jīng)過多次試驗和改進(jìn)，才能夠得到一個更為精確和穩(wěn)定的過程。

　　醫(yī)療零部件加工設(shè)備需要能加工由難加工材料（如鈦合金或不銹鋼）制成的、精度要求高的小而復(fù)雜的零件，像加工骨頭及關(guān)節(jié)的替代件就相當(dāng)復(fù)雜。由于被加工材料的切削性能差，毛坯通常為棒料——這意味著大量金屬需要被去除。因此，一部分零件被鑄造成接近成品的形狀，但這也增加了麻煩——需要制造復(fù)雜而昂貴的夾具。增加加工復(fù)雜性的另一因素是公差范圍窄。

　　3. 工藝控制

　　醫(yī)療零部件加工的每一道工序都需要進(jìn)行嚴(yán)格控制，尤其是對于一些需要特殊表面處理的零部件，需要嚴(yán)格控制各種工藝參數(shù)和環(huán)境條件，如溫度、濕度、空氣質(zhì)量等。只有在確保工藝環(huán)境穩(wěn)定的情況下，才能夠保證加工出的零部件質(zhì)量穩(wěn)定。

　　微米范圍內(nèi)的公差在醫(yī)療行業(yè)很常見，選擇正確的刀具需要敏銳的洞察力和豐富的經(jīng)驗。一方面，即使鉆削小孔也需要使用潤滑劑減小摩擦，可靠地散熱和處理刀刃處的細(xì)鐵屑；另一方面，在生產(chǎn)尖端醫(yī)療零部件時（無毛刺）時需要使用鋒利且運轉(zhuǎn)平穩(wěn)的切削刀具以獲得高質(zhì)量的表面。常用切削工具是高速鋼鉆頭或整體硬質(zhì)合金鉆頭。

　　總之，醫(yī)療零部件加工是一個非常復(fù)雜而又關(guān)鍵性的工作，它要求加工工程師具有深厚的加工技術(shù)和經(jīng)驗，同時需要使用高精度的加工設(shè)備和精密的加工工藝。只有這樣才能夠保證醫(yī)療器械的質(zhì)量和可靠性，從而更好地服務(wù)于人們的健康和生命安全。