切削設備就如精密加工所常見的一樣,也是加工很多醫療器械和移植件的基礎。但是,從單個元件、單個方案,一直到自動化和流程以及工藝的可追溯性在技術裝備上仍有一些獨特之處。其中一個重要的原因便是滿足難切削材料的極高加工質量要求。
對醫療設備加工機床的特殊要求主要涉及加工設備的能力和加工工藝水平、加工設備和外圍設備的可靠性和可操作性以及與現有醫療設備生產區域的可集成性。此外,制造廠商還需要負責實現對生產文件的編制和生產的可追溯性并盡可能降低工藝差錯率。
牙科所需工件要求采用很小的夾具
Mikron HSM 400U Prodmed和Mikron HSM 400U Prodmed Dental(圖2)之間的差異在于不同的夾具大小和不同的切屑管理方式。在牙科應用領域,加工工件只是一個小方塊,其邊長只有10cm。因此,只能采用相應較小的夾具(System 3R Macro)。小夾具的好處在于對工件外形破壞較小。在移植件上,鈦金屬扮演著一個重要的角色。在對這種材料進行粗加工時,銑削刀具上往往容易產生積瘤。如果主軸采用較低的轉速和較大的進刀角度,則可以很好解決這個問題。同時,在對此類材料進行精加工時,主軸的速度就要達到30000 r/min或以上。因此,使用了瑞士Step-Tec公司的驅動軸產品,該產品可以達到所需的應用范圍。此外,設備的各個元件都要達到一致的動力性,這一點也非常重要。這種靈活性可以實現較短的作業循環時間和較高的加工表面質量。
向機床提出另一些要求的是高合金鋼,例如X10CrNiS18-9合金材料。針對這種材料,加工主軸應具備特別大的扭矩。對整體設備系統也必須進行相應的設計。采用帶有相應設計的固定軸的Mikron UCP 600 Vario Prodmed銑床,可以對工件進行五軸銑削加工并達到較大的切削量。由于采取靈活的自動化技術方案,還可以實現刀具和托盤的自動轉換。
生產潔凈的最終產品是最高準則
銑床或加工中心在作業中也可以加入潤滑油,以替代乳化液,生產出潔凈的最終產品。因此,在工件上不得存在可見的缺陷,如加工材料的殘余物或毛刺。同樣,完善的潔凈室技術和消毒措施也是對工藝流程的要求。
軟件模塊可減輕工藝最佳化設定
瑞士GF阿奇夏米爾集團研發的Smart-Machine-Module軟件系統可使銑削作業變得更加聰明。人機對話功能可以使操作人員獲得所需的信息,從而更好地評判切削過程狀態。由此可以改善工藝安全性,提高工件的加工品質,特別是針對無人操作的自動作業。從總體上說,此類銑削加工可以達到更高的效率。
Prodmed銑床設有測量刀具的激光器和測量工件的3D按鈕,這是實現可靠生產和良好追蹤性的前提條件。結合采用Heidenhain公司的iTNC 530控制系統和Smart Machine軟件模塊,可以最佳調節和監控設備及工藝流程的狀態。此外,如有需要,還可以通過電話遠程監控。工藝流程數據可用于文件資料編制。
銑削加工的醫療部件種類繁多,即便是單件加工,也需要采用自動化輔助的加工流程。因此,對于移植橋架等部件,便可采用Mikron HSM 400U Prodmed Dental銑床,配以OpenMind公司的Hyperdent CAM軟件程序,進行五軸銑削加工。
采用極小銑刀對毛坯件進行加工
對全陶瓷橋架的制造還是相當新穎。與采用硬金屬或陶瓷轉位刀片的制造作業相比,這里所指的是對毛坯件進行燒結。燒結時產生的收縮量可以被準確計算出來。Mikron HSM 400U Prodmed Dental加工中心以大約為1mm直徑的極小銑刀和磨針,依據牙科實驗室的CAD/CAM數據,對棒狀毛坯半成品進行造型。主軸轉速最大可達42000r/min。螺旋柱移植物可以采用Mikron HSM 400U Prodmed設備進行加工。而Mikron UCP 600 Vario Prodmed機床則適合于對腿部銼刀等醫療器械的加工。
在醫療行業,結合采用智能化的加工工藝,可以實現良好的經濟效益。在治療眼疾的器具上,有好多個部件都可以在Mikron HSM 400 Prodmed機床上接受銑削加工。所屬的微型陶瓷刀片也可以在AC Vertex F型線切割機床上進行加工。在這里,有一部分眼病治療器械就采用線切割工藝,進行內、外面的加工。微型刀片是一種極精密、電子控制的切削工具,所加工的工件才只有大拇指一樣大小。