Die CNC-Bearbeitung kleiner Teile medizinischer Geräte ist ein hochkomplexer und technisch anspruchsvoller Prozess.Dabei handelt es sich nicht nur um hochpräzise Geräte und Technologien, sondern auch um die Berücksichtigung der Besonderheiten der Materialien, der Rationalität des Designs, der Optimierung der Prozessparameter und einer strengen Qualitätskontrolle.In diesem Artikel wird untersucht, wie man mit diesen Schwierigkeiten umgeht und wie man mit ihnen umgeht.
Inhalt
1.Design- und Entwicklungsherausforderungen
2.Hohe Präzisions- und Genauigkeitsanforderungen
3. Materielle Herausforderungen
4. Werkzeugverschleiß- und Fehlerkontrolle
5. Optimierung der Prozessparameter
6.Fehlerkontrolle und -messung
1.Design- und Entwicklungsherausforderungen
Das Design und die Entwicklung eines Medizinprodukts sind eine entscheidende Phase für seinen Erfolg.Falsch konzipierte Medizinprodukte erfüllen nicht die gesetzlichen Anforderungen und können nicht auf den Markt gebracht werden.Daher muss der Prozess der CNC-Bearbeitung medizinischer Teile eng mit der Rationalität und Machbarkeit des Produktdesigns verknüpft sein.Um die Einhaltung relevanter Vorschriften und Standards in der Medizingeräteindustrie sicherzustellen, müssen Teileverarbeiter die erforderlichen Zertifizierungen erhalten, wie z. B. Produktionslizenzen für Medizingeräte und Zertifizierungen von Qualitätsmanagementsystemen.
2.Hohe Präzisions- und Genauigkeitsanforderungen
Bei der Herstellung von Körperimplantaten wie Hüftprothesen und Knieimplantaten ist eine äußerst hohe Bearbeitungspräzision und Genauigkeit erforderlich.Denn selbst kleine Bearbeitungsfehler können erhebliche Auswirkungen auf das Leben und Wohlbefinden eines Patienten haben.Das CNC-Bearbeitungszentrum kann mithilfe von CAD-Modellen und Reverse-Engineering-Technologie auf der Grundlage der Anforderungen orthopädischer Chirurgen präzise Teile herstellen, die den Bedürfnissen des Patienten entsprechen, und dabei Toleranzen von nur 4 μm erreichen.
Gewöhnliche CNC-Geräte können die Anforderungen hinsichtlich Bearbeitungsgenauigkeit, Steifigkeit und Vibrationskontrolle nur schwer erfüllen.Die Strukturgrößen kleiner Teile liegen normalerweise im Mikrometerbereich, was Geräte mit extrem hoher Wiederholgenauigkeit, Positionierungsgenauigkeit und Bewegungssteuerungsgenauigkeit erfordert.Bei der Bearbeitung von Kleinteilen können kleine Vibrationen zu einer verminderten Oberflächenqualität und ungenauen Maßen führen.Die CNC-Bearbeitung kleiner Teile medizinischer Geräte erfordert die Wahl von CNC-Werkzeugmaschinen mit hoher Auflösung und hochpräzisen Feedback-Steuerungssystemen, wie z. B. Fünf-Achsen-Werkzeugmaschinen, die Hochgeschwindigkeitsspindeln mit Luftschwebe- oder Magnetschwebetechnik verwenden, um Reibung und Vibrationen zu reduzieren.
3. Materielle Herausforderungen
Die medizinische Industrie verlangt, dass Implantate aus biokompatiblen Materialien wie PEEK und Titanlegierungen hergestellt werden.Diese Materialien neigen dazu, während der Verarbeitung übermäßige Hitze zu erzeugen, und die Verwendung von Kühlmitteln ist aufgrund von Bedenken hinsichtlich einer Kontamination häufig nicht zulässig.CNC-Werkzeugmaschinen müssen mit einer Vielzahl von Materialien kompatibel sein, um diese anspruchsvollen Materialien verarbeiten zu können, außerdem müssen sie die Hitze wirksam kontrollieren und Verunreinigungen während der Bearbeitung vermeiden.
Die CNC-Bearbeitung kleiner Teile medizinischer Geräte erfordert die Erforschung und das Verständnis der Eigenschaften verschiedener Materialien in medizinischer Qualität, einschließlich Metallen, Kunststoffen und Keramiken, sowie ihrer Leistung bei der CNC-Bearbeitung.Entwickeln Sie gezielte Bearbeitungsstrategien und -parameter wie geeignete Schnittgeschwindigkeiten, Vorschübe und Kühlmethoden, um den Anforderungen verschiedener Materialien gerecht zu werden.
4. Werkzeugverschleiß- und Fehlerkontrolle
Bei der CNC-Bearbeitung kleiner Teile wirkt sich der Werkzeugverschleiß direkt auf die Bearbeitungsqualität aus.Daher sind fortschrittliche Werkzeugmaterialien und Beschichtungstechnologien sowie eine präzise Fehlerkontroll- und Messtechnik erforderlich, um die Genauigkeit bei der Bearbeitung und die Haltbarkeit des Werkzeugs sicherzustellen.Der Einsatz speziell entwickelter Werkzeugmaterialien wie kubisches Bornitrid (CBN) und polykristalliner Diamant (PKD) sowie geeignete Kühl- und Schmiertechniken können die Wärmeentwicklung und den Werkzeugverschleiß reduzieren.
Bei der CNC-Bearbeitung kleiner medizinischer Teile werden Mikroschneider und Präzisionsvorrichtungen ausgewählt und verwendet, die speziell für die Bearbeitung winziger Teile entwickelt wurden.Einführung eines Wechselkopfsystems zur Anpassung an unterschiedliche Bearbeitungsanforderungen, Reduzierung der Werkzeugwechselzeit und Verbesserung der Bearbeitungsflexibilität.
5. Optimierung der Prozessparameter
Um die Bearbeitungsqualität und Effizienz von Kleinteilen zu verbessern, ist es notwendig, Prozessparameter wie Schnittgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit und Schnitttiefe zu optimieren.Diese Parameter wirken sich direkt auf die bearbeitete Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit aus:
1. Schnittgeschwindigkeit: Eine zu hohe Schnittgeschwindigkeit kann zu einer Überhitzung des Werkzeugs und erhöhtem Verschleiß führen, während eine zu niedrige Geschwindigkeit die Bearbeitungseffizienz verringert.
2. Vorschubgeschwindigkeit: Wenn die Vorschubgeschwindigkeit zu hoch ist, kann es leicht zu Spanverstopfungen und einer rauen Bearbeitungsoberfläche kommen.Eine zu niedrige Vorschubgeschwindigkeit beeinträchtigt die Verarbeitungseffizienz.
3. Schnitttiefe: Eine zu hohe Schnitttiefe erhöht die Werkzeugbelastung, was zu Werkzeugverschleiß und Bearbeitungsfehlern führt.
Die Optimierung dieser Parameter muss auf den physikalischen Eigenschaften des Materials und der Leistung der Verarbeitungsausrüstung basieren.Die Prozessparameter können durch Experimente und Simulationen optimiert werden, um die besten Schnittbedingungen zu finden.
6.Fehlerkontrolle und -messung
Die charakteristischen Abmessungen kleiner medizinischer Teile sind extrem klein und herkömmliche Messmethoden können die Anforderungen nicht erfüllen.Zur Sicherstellung der Bearbeitungsqualität sind hochpräzise optische Messgeräte und Koordinatenmessgeräte (KMG) erforderlich.Gegenmaßnahmen umfassen die Echtzeitüberwachung und -kompensation von Fehlern während der Bearbeitung, den Einsatz hochpräziser Messgeräte zur Werkstückprüfung sowie die notwendige Fehleranalyse und -kompensation.Gleichzeitig müssen statistische Prozesskontrolle (SPC) und andere Qualitätsmanagementverfahren implementiert werden, um den Produktionsprozess kontinuierlich zu überwachen und rechtzeitig Anpassungen vorzunehmen.
GPM konzentriert sich auf CNC-Bearbeitungsdienstleistungen für Präzisionsteile für medizinische Geräte.Es hat eine Reihe hochmoderner Produktionsanlagen und technischer Teams zusammengebracht.Das Unternehmen hat die ISO13485-Zertifizierung für das Qualitätsmanagementsystem für medizinische Geräte bestanden, um sicherzustellen, dass es jedem Kunden hervorragende Produkte und Dienstleistungen bietet, und ist bestrebt, seinen Kunden das Beste zu bieten. Fragen Sie uns nach kostengünstigen und innovativen Lösungen für die Herstellung von Teilen für medizinische Geräte.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 23. Mai 2024