소형 의료 기기 부품의 CNC 가공은 매우 복잡하고 기술적으로 까다로운 공정입니다.이는 고정밀 장비 및 기술뿐만 아니라 재료의 특수성, 설계의 합리성, 공정 매개변수의 최적화 및 엄격한 품질 관리에 대한 고려도 필요합니다.이 기사에서는 이러한 어려움을 처리하는 방법과 이를 처리하는 방법을 살펴보겠습니다.
콘텐츠
1. 설계 및 개발 과제
2. 고정밀도 및 정확도 요구 사항
3.물질적 과제
4. 공구 마모 및 오류 제어
5.공정 매개변수 최적화
6.오류 제어 및 측정
1. 설계 및 개발 과제
의료기기의 설계와 개발은 성공을 위한 중요한 단계입니다.부적절하게 설계된 의료 기기는 규제 요구 사항을 충족하지 못하며 시장에 출시될 수 없습니다.따라서 의료용 부품을 CNC 가공하는 과정은 제품 설계의 합리성 및 타당성과 긴밀하게 통합되어야 합니다.의료기기 제조 산업의 관련 규정 및 표준을 준수하려면 부품 가공업체는 의료기기 생산 허가, 품질 관리 시스템 인증 등 필요한 인증을 획득해야 합니다.
2. 고정밀도 및 정확도 요구 사항
고관절 치환술, 무릎 임플란트 등 신체 임플란트를 제조할 때는 매우 높은 가공 정밀도와 정확도가 요구됩니다.작은 가공 오류라도 환자의 생명과 웰빙에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문입니다.CNC 머시닝센터는 정형외과 의사의 요구사항을 바탕으로 CAD 모델과 역엔지니어링 기술을 통해 환자의 요구에 맞는 부품을 정확하게 제작할 수 있어 공차 4μm까지 달성할 수 있다.
일반 CNC 장비는 가공 정확도, 강성 및 진동 제어 측면에서 요구 사항을 충족하기 어려울 수 있습니다.작은 부품의 형상 크기는 일반적으로 미크론 수준이므로 매우 높은 반복성 포지셔닝 정확도와 모션 제어 정확도를 갖춘 장비가 필요합니다.작은 부품을 가공할 때 작은 진동으로 인해 표면 품질이 저하되고 치수가 부정확해질 수 있습니다.소형 의료 장비 부품을 CNC 가공하려면 마찰과 진동을 줄이기 위해 공기 부상 또는 자기 부상 기술이 적용된 고속 스핀들을 사용하는 5축 공작 기계와 같은 고해상도 및 고정밀 피드백 제어 시스템을 갖춘 CNC 공작 기계를 선택해야 합니다.
3.물질적 과제
의료 산업에서는 임플란트가 PEEK 및 티타늄 합금과 같은 생체 적합성 재료로 만들어질 것을 요구합니다.이러한 소재는 가공 시 과도한 열이 발생하는 경향이 있으며, 오염 우려로 인해 냉각수 사용을 허용하지 않는 경우가 많습니다.CNC 공작 기계는 이러한 까다로운 재료를 처리할 뿐만 아니라 열을 효과적으로 제어하고 가공 중 오염을 방지하기 위해 다양한 재료와 호환되어야 합니다.
소형 의료 기기 부품을 CNC 가공하려면 금속, 플라스틱, 세라믹 등 다양한 의료용 재료의 특성과 CNC 가공 성능에 대한 연구와 이해가 필요합니다.다양한 재료의 요구 사항에 맞게 적절한 절삭 속도, 이송 속도 및 냉각 방법과 같은 목표 가공 전략 및 매개변수를 개발합니다.
4. 공구 마모 및 오류 제어
CNC가 작은 부품을 가공할 때 공구 마모는 가공 품질에 직접적인 영향을 미칩니다.따라서 가공 정밀도와 공구 내구성을 확보하기 위해서는 첨단 공구 소재 및 코팅 기술, 정밀한 오차 제어 및 측정 기술이 필요합니다.적절한 냉각 및 윤활 기술과 함께 CBN(입방정 질화붕소) 및 PCD(다결정 다이아몬드)와 같이 특별히 설계된 공구 재료를 사용하면 열 축적과 공구 마모를 줄일 수 있습니다.
소형 의료 부품의 CNC 가공에서는 소형 부품 가공을 위해 특별히 설계된 마이크로 절단기와 정밀 고정 장치를 선택하고 사용합니다.다양한 처리 요구 사항에 적응하고 도구 교체 시간을 단축하며 처리 유연성을 향상시키는 교체 가능한 헤드 시스템을 도입합니다.
5.공정 매개변수 최적화
소형 부품의 가공 품질과 효율성을 향상하려면 절삭 속도, 이송 속도, 절삭 깊이 등 가공 매개변수를 최적화해야 합니다.이러한 매개변수는 가공된 표면 품질과 치수 정확도에 직접적인 영향을 미칩니다.
1. 절삭 속도: 절삭 속도가 너무 높으면 공구가 과열되어 마모가 증가할 수 있으며, 속도가 너무 낮으면 가공 효율성이 떨어집니다.
2. 이송 속도: 이송 속도가 너무 높으면 칩이 막히고 가공 표면이 거칠어지기 쉽습니다.이송 속도가 너무 낮으면 처리 효율에 영향을 미칩니다.
3. 절삭 깊이: 절삭 깊이가 너무 높으면 공구 부하가 증가하여 공구 마모 및 가공 오류가 발생합니다.
이러한 매개변수의 최적화는 재료의 물리적 특성과 처리 장비의 성능을 기반으로 해야 합니다.실험과 시뮬레이션을 통해 공정 매개변수를 최적화하여 최상의 절삭 조건을 찾을 수 있습니다.
6.오류 제어 및 측정
소형 의료 부품의 특성 치수는 매우 작기 때문에 기존 측정 방법은 요구 사항을 충족할 수 없습니다.가공 품질을 보장하려면 고정밀 광학 측정 장비와 좌표 측정기(CMM)가 필요합니다.대책에는 가공 중 오류에 대한 실시간 모니터링 및 보상, 공작물 검사를 위한 고정밀 측정 장비 사용, 필요한 오류 분석 및 보상이 포함됩니다.동시에 생산 공정을 지속적으로 모니터링하고 시기적절하게 조정하려면 통계적 공정 관리(SPC) 및 기타 품질 관리 절차를 구현해야 합니다.
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게시 시간: 2024년 5월 23일