LMT TOOLS DHC HARDLINE铣刀助力假体制造


作者:LMT TOOLS 日期:2019/05/23 来源:MM《现代制造》

医疗器械是最具创造性、动态性的制造行业。许多指标表明,医疗技术仍然是全球经济增长的驱动力:世界人口正在持续增长;预期寿命不断增加;老年人越来越期望高品质生活,这要求我们提供抵消骨骼和关节自然磨损效应的解决方案,同时提供完美的替代品。人工关节是其中一个重要的产品组合,当然,这些假体对于参数的指标要求也十分苛刻。

假体植入术是医学上的一项常规手术,然而手术过程中对于刀具和工艺要求变得愈加苛刻。来自德国的LMT TOOLS(利美特)为人工关节的机械加工提供了合适的加工解决方案,下文将用案例向读者展示需要应对的挑战及相应的解决方案。

LMT TOOLS DHC HARDLINE铣刀
LMT TOOLS DHC HARDLINE铣刀

对于关节假体,其形状及作用力必须高精度同步,“重中之重”的是膝关节。它是身体最大的关节,需要承受重负荷。关节零件不仅几何形状复杂,对其表面的机械加工要求苛刻。假体的侧面与骨骼结合,必须采用粗糙的结构才能提供更好的结合力。另一方面,高要求的表面质量也是最大限度减少摩擦的一项因素。对于机械加工,利美特提供标准硬质合金刀具和专用刀具的解决方案。刀具高效的圆周进给摆线加工方式尤为高效,它可以显著减少加工时间,同时保持最高的质量标准。

骨关节材料必须能够耐疲劳、抗腐蚀,并具有生物相容性。当它们与活组织接触时,不应产生任何负面效应。高强度ISO-S材料是该应用的首选材料,包括钛合金TiAl6V4或钴铬钼(CoCrMo)合金。锻造的CoNiCrMo合金耐磨耗性质和铸造的CoCrMo合金相似,具有耐疲劳性强、抗拉强度高的优点,因此它适合应用在需要寿命长且不会骨折或应力疲劳处,例如髋关节处的人工关节。对于将植入物深深埋入股骨骨髓导管中这个困难且昂贵的手术而言,这个优点很重要。在这一领域LMT FETTE(利美特菲特公司)使用DHC HARDLINE系列刀具加工高硬度材料,当材料达到1 600 N/mm2或硬化钢硬度为HRC45~55,都可以轻松自如加工。切削刃的不平等分能保证最大限度加工平衡的运行和过程安全,特别适合强力铣削或摆线铣削。DHC家族铣刀的英文解释为Different Helix Cutter(不等螺旋角铣刀),公司利用英文首字母对刀具进行命名意味深长。DHC HARDLINE铣刀给客户带来的主要收益包括:

一、被加工工件的表面质量得到进一步的提高。

二、与同类竞争者相比,该铣刀的使用寿命提高了60%,极大减少了客户的刀具消耗量。

三、刀具的直径范围从6~20mm之间还有两种不同的切削刃长度供客户选择。

四、不等分双螺旋角近似圆弧角,外径切削刃铲背后角及刀具刃口处理等工艺优化使加工性能更加优异及稳定。

在加工假体时,上述两项因素应保持完美同步。解决方案也要将不同因素考虑进来,一方面,必须开发最经济、加工时间最短的解决方案;另一方面,必须遵守医疗技术程序的监管要求。比如,其中一项特殊要求是:部件不应残留任何油污或润滑剂。还有的监管要求规定在机械加工中不允许采用冷气剂,这表示加工中会产生很多热量,刀具必须承受更大的挑战。这一切都需要制定一项整体策略,将标准刀具和专用刀具完美结合起来。实际生产过程中发现,DHC HARDLINE铣刀在保证膝关节制造商生产的假体高品质同时,还能够将每个关节假体的机械加工时间从45分钟缩短至30分钟。