技術前沿:如何在南京CNC加工中心精（jīng）確（què）製作（zuò）醫用零件？

看各種醫療零部件。它們（men）的形狀多種多樣。每個部分都（dōu）有獨特的形狀（zhuàng），幾乎一樣。還有很多種材料，如鐵、銅（tóng）、鋁，以及（jí）各種非金屬材料，如橡膠、塑料、陶瓷、其他複（fù）合材料等等。很多人（rén）都覺得很奇怪:金屬、塑料等是用什麽樣的工藝（yì）方法製造出來的？分成不同形狀的部分（fèn）？
世界上有（yǒu）那麽多不同（tóng）形狀的（de）醫療零件，它們是如何製成的？-工（gōng）匠加工
其（qí）實這涉及到一個非常複雜的學科（kē）:醫療製造技術。這些零（líng）件是醫用製造過程的（de）一部分（fèn），稱為醫（yī）用零件的製造過程。從原材料到零件，第一步就是做零件毛坯。常用的醫用零件毛坯類型有（yǒu）鑄（zhù）件、鍛件、衝壓件、焊接件和（hé）粉末冶金件，所以醫（yī）用零件的加工（gōng）工藝有鑄造、鍛造、衝壓（yā）、焊接、粉（fěn）末冶金（jīn）、塑料成型等。下麵分別介紹（shào）。
世界上有那麽多不同形狀的醫療零件，它們是如何製成（chéng）的？-工匠加工
1.鑄造:鑄造是將熔融的金屬液體澆注到模（mó）具的型腔中，待其凝固冷卻後，獲得具有一定形狀的零件或零（líng）件毛坯的一種成（chéng）型方法。用鑄造成型方法獲得的毛坯或零件稱（chēng）為鑄件。按鑄造工藝分類，大致可分為兩大類:砂型鑄（zhù）造(90%)和特種鑄（zhù）造(壓力（lì）鑄造、低（dī）壓鑄造、金屬型鑄造、離心鑄造等。)，可（kě）以（yǐ）根據零件的材（cái）質、形狀（zhuàng）、性能（néng）合理選擇。
世界上有那麽多不同形狀的醫療零件，它們是如何製成的？-工匠（jiàng）加工
是醫療製造過程中最常用的毛坯（pī）製作方法。車重中約10%的零（líng）件是通過鑄（zhù）造獲得的。對於各種形狀複雜、用其他方法難以成（chéng）形的零件，以及各種要求（qiú）耐磨、承壓、減振、價格低廉的零件，隻（zhī）能用鑄造工藝生產零件毛坯。如缸體、缸蓋、活塞、活塞（sāi）環、缸套、進排氣支管、變速箱、轉向器殼、後輪軸殼、製動鼓、各種支架等。鑄件一般要放置（zhì）一段時間以消除內應力，這叫時效（xiào）處（chù）理。
世界上有那麽多不同形狀的醫療零件，它們是如何製成的？-工匠加工
醫用鑄件的主要特點（diǎn）是壁薄、形（xíng）狀複雜、重量（liàng）輕、可靠性好（hǎo）、尺寸精（jīng）度高、批量生產規模（mó）大。並且可以使用多種材料，如鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁、鑄（zhù）銅（tóng）等。鑄鐵還可分為灰鑄（zhù）鐵（tiě）、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵和合金鑄鐵等（děng）。隨著（zhe）鑄造技術的不斷發展，鑄件（jiàn）的應用範圍不斷擴大。比如過去用鍛造技術製造的曲軸、連杆、齒輪等零件，逐漸被鑄件取（qǔ）代（dài）。下圖是醫用發動（dòng）機曲軸的鑄造（zào）工藝流程圖。
世界上有那麽多不（bú）同形狀的醫療零件，它們是如何（hé）製成的？-工匠加工
2.鍛造:鍛造（zào）是（shì）利用金屬材料的塑性，借助外力(壓力設備（bèi）)和加工模具的作用，使坯料或鑄錠部分或全部變形，形（xíng）成所需形狀（zhuàng）、尺（chǐ）寸和一（yī）定（dìng）組織性能的鍛件的加工方法。根據工具和模具的（de）排列，可分為自由鍛、模鍛和模鍛。按加工溫度可（kě）分為熱鍛、溫鍛、冷鍛和等溫鍛造。
世界上有那麽多不同形（xíng）狀的醫療零件，它（tā）們是（shì）如何（hé）製成的？-工匠加工（gōng）
鍛造是醫療零件（jiàn）製造過程中的（de）另一種常（cháng）見方式（shì）。鍛件鍛造後可（kě）獲得（dé）連續均勻的金屬纖維組織，因此鍛件具（jù）有良好的力學性能，常用於受力複雜的重要鋼件。鍛件是材料塑性變形的結果，所（suǒ）以鍛件晶粒細小，沒（méi）有鑄件的粗大組織和內部缺陷。因此，一些要求高強（qiáng）度、耐衝擊、耐疲（pí）勞的重要零件多為鍛造毛（máo）坯，如各種齒輪（lún）、各種（zhǒng）軸、凸輪軸、連杆、懸架上下臂、轉向節、轉向節臂等。其主要缺點（diǎn）是難（nán）以獲得複雜的形狀，尤其是一些具有複雜型腔的零件。
世界上有那麽多不同形（xíng）狀（zhuàng）的（de）醫療零件，它們是如何製成的？-工匠加工
3.衝壓:衝壓技術是一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成形，以獲得具有一定形狀、尺寸（cùn）和性能的零件。因為鈑金衝壓的坯料厚度一般小於4mm，一般是在常溫（wēn）下衝壓，所以也叫冷衝壓。衝壓件一般通（tōng）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規定的形狀。
世界（jiè）上有那麽（me）多不同形狀的醫療（liáo）零件，它們是（shì）如（rú）何製成的？-工匠加（jiā）工
衝壓技（jì）術廣泛應用於醫療行業。醫用（yòng）車身上的覆蓋件、結構件等（děng）全金屬薄殼結構，以及構成醫用車身的零件，基本都是（shì）通過（guò）衝壓工藝生產的。具有生產率高（gāo）、操作簡（jiǎn）單、易於實現機械化和（hé）自動化、質量穩定、無需後期機械加工、能加工形狀複雜的零（líng）件、衝壓件表麵質量好（hǎo）、冷衝壓不改變材料的機械性能等特點。它的缺點是不能加工較（jiào）厚的材料。醫用衝壓用的模具技術性很強，世界（jiè）上隻（zhī）有少數幾個國家（jiā）能生產。現在國內大部分車企（qǐ）使用進口模（mó）具，少數公司使用國產模具和衝（chōng）壓設備。
世界上有那麽多不同形狀的醫療零（líng）件，它們是（shì）如何製成的（de）？-工匠加工
4.焊接:焊接是兩塊金屬局部加熱或同時加熱加壓，有或沒有（yǒu）填充物的一（yī）種加工方法。其（qí）特點是能以小尺（chǐ）度、小尺度、小尺度製造重型、複雜的機器零件，能（néng）把不同形狀、大小的不同（tóng）材料（liào）和毛（máo）坯連接成（chéng）一個不可分割（gē）的整（zhěng）體，使材料的性能得到充分發揮。
世（shì）界上有那麽多不同形狀的醫療零件（jiàn），它（tā）們是（shì）如何製成的（de）？-工匠加工（gōng）
在醫療裝（zhuāng）配過程中，焊接占有很大的比（bǐ）重。有一種工藝叫焊接工藝，就是把衝壓件（jiàn）焊接起來形成一個醫療體，很多零（líng）件也是焊接在一（yī）起的。在醫療製造（zào）中（zhōng），專用（yòng）自動焊機和弧焊機器人工作站應用廣（guǎng）泛，焊接方法有點焊、釺焊、激光焊接等。其（qí）中激光焊接是最先（xiān）進的，在一（yī）些車輛上已經得到（dào）了廣（guǎng）泛的應用，所以（yǐ）這種車（chē）輛的車身強度比較（jiào）高。
世（shì）界上有那麽多不同形狀的醫療零件，它們是如（rú）何製成的？-工匠加（jiā）工
5.粉（fěn）末冶金粉末冶金（jīn）是將金屬粉末，或金屬與非金屬粉末的混（hún）合物，通過（guò）成型和燒（shāo）結，凝固成具有一定形狀的金屬製品的技術。其產品統稱為粉末（mò）冶金零件或燒結零件。隨著（zhe）醫療零件的高強（qiáng）度、高精（jīng）度和低成本，越來越多的粉末冶金零件被（bèi）用於醫療，如醫療發動機的氣門（mén）座、皮帶輪、粉末冶金鏈輪和連杆等。
世（shì）界上有那麽多不同形狀（zhuàng）的醫（yī）療零件，它們是如（rú）何（hé）製成（chéng）的？-工匠加工（gōng）
6.非金屬材料成型工藝（yì）:醫（yī）療中有大量的橡（xiàng）膠、塑料、陶瓷等複合材料，如保險杠、車門內襯、工作台、密封條、油箱等。它們是如何製（zhì）造和成（chéng）型的？這涉（shè）及到非金屬材料的成（chéng）型工藝。一般來說，有注射（shè）成型（xíng）、壓縮成型、注射成型（xíng）、擠（jǐ）出成型、中空吹塑成型（xíng）、熱成型壓延成型、澆鑄成型、玻璃纖維熱固性塑料低壓成型、旋轉成（chéng）型(旋轉成型（xíng）)、發泡成型（xíng）、快速成型等方式。
世（shì）界上有那麽多（duō）不同形狀的醫（yī）療零件，它們是如何製成的？-工匠加工
這樣處理的醫用零件可以直接裝車使用嗎？其實不是的。這樣得到的（de）零件隻能稱為醫用零件毛坯，並不是真正（zhèng）的零（líng）件。表麵還是很粗糙，尺（chǐ）寸精度達不到要求。一些醫用（yòng）零件的尺寸精度（dù）甚至（zhì）以微米來衡量，如（rú）活塞、曲軸、連杆等。此外，切（qiē）割（gē）、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度和表（biǎo）麵粗糙度。醫用零件是通（tōng）過車削、刨削、銑削、鑽孔、鏜孔、磨（mó）削等加工而成的。整個加工過程也非常精密，零件（jiàn）可以（yǐ）加工到要求的尺寸精度。
世界上有那麽（me）多不同形狀的醫療零件（jiàn），它們是如何製成（chéng）的？-工匠加工
除了機械加工方法外（wài），還有一些零件，由於（yú）其高硬度（dù）、高（gāo）強度、高脆性（xìng）或高熔點等特點，很難用普通機（jī）械加工，如硬質合金、鈦合金、淬火工具鋼、玻璃、陶瓷等。還有一些表麵形狀（zhuàng）非常複雜（zá）的零（líng）件，很難通過進一步的機械加工進行精密加（jiā）工。在這種情況下，就需要一些特殊的處理方法（fǎ），稱為特殊處理。常用的方法包括電（diàn）火（huǒ）花加工、電（diàn）化學加工、超（chāo）聲波加（jiā）工、離子束加（jiā）工、電子束加工、激光加工等。另外（wài），發（fā）動機氣缸（gāng）內（nèi）壁經激光處（chù）理後，可以獲得更高的硬度，延長發動機的使（shǐ）用壽命。
世界上有那麽多不同形狀的醫療零件，它們是如何製成的？-工匠加工
機械加工完成後，醫療零件需要經過最後一個階段，也就是熱處理。所謂熱處理，就（jiù）是對固態金屬進行再加熱、保溫或（huò）冷卻，以改（gǎi）變其組織結構，滿足使用或加工要求（qiú）的一種生產方法。它不改變金屬的化學成分，而（ér）是改變工件內部的顯微組織或工件表麵的（de）化學成分（fèn）來賦予或改善工件的使用性能。包（bāo）括四個基（jī）本過程:退火、正火、淬火和回火。此外，還有一些零件需要進行表麵熱處理、調質熱處理或化學處理，如齒輪表麵滲碳、曲軸表麵滲氮等，既（jì）要使零件（jiàn）表麵有足夠的（de）硬度（dù），又要使（shǐ）零（líng）件心部（bù）有足夠的（de）韌性。但這樣的（de）曲軸是不允許磨削修複的，否則會很快斷裂。


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南（nán）京CNC製造的產品包括醫療手術（shù）中使用（yòng）的各種手術器械，如套管針（zhēn）(皮（pí）膚穿刺器（qì）)、骨鑽、鋸等。使（shǐ）用CNC加工（gōng）時，零（líng）件通常用3至5軸銑削或用可移動（dòng）刀具CNC車床車削。用於製造醫療部件的最常見的機器類型包括CNC銑床、車床、鑽床和計算（suàn）機化銑（xǐ）床。可靠性和高質量是醫療（liáo）零（líng）件加工的重（chóng）中之重（chóng），因此醫療器械行業對專業精密工具（jù）提（tí）出了新的要求。難加工的材料、複（fù）雜的（de）工件形狀（zhuàng）和頻繁的CNC小批量生產對（duì）加工專業醫療設備所用的刀具提出（chū）了很高的（de）要求。主要表現在:


1.南京對CNC機（jī）床的（de）要求更高（gāo）。


瑞士自動車床、多（duō）軸機床、旋轉工作台等先（xiān）進（jìn）的醫療設備（bèi），與通常的加工中心、車床完全不（bú）同。它們的尺寸非常（cháng）小，結構非常緊湊。要符（fú）合這個要求，刀具的結構也需要（yào）有特殊的設計（jì），要求刀（dāo）具的尺寸要小（xiǎo），同時要保證刀具的剛（gāng）性。




2.南京對CNC加工效率要求很高。


對於醫療器械來說，最重（chóng）要的是加工（gōng）效率，也就是加（jiā）工（gōng）節（jiē）奏。要求能夠在最短的（de）時間內更換刀（dāo）片。


3.從工件本身來說，它與（yǔ）其他機械零（líng）件有很大的不同；植入人體的醫療器械首先要（yào）表現出非（fēi）常好的光潔度，非（fēi）常高的精度，不能有偏差，這就要求刀片結構的設計和刀片塗層（céng）的設計必須滿足很高（gāo）的加工要求。


4、南（nán）京CNC加工要求（qiú）:

微米級的公差在醫療行業非常（cháng）普遍，選（xuǎn）擇合適的工具需要敏銳的洞察力和豐（fēng）富的經驗（yàn）。一方麵，即使在鑽小孔時，也需要使用潤滑劑來減少摩擦（cā），可靠地散熱和處理（lǐ）刀刃處的細小鐵（tiě）屑（xiè）；另一方麵，在生產尖端醫療器械(無毛刺)時，需要使用（yòng）鋒利光滑的切割工具來獲得高質量的表麵（miàn）。

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