医疗装置钛种植体的加工

医疗装置制造商面临诸多棘手的挑战。他们的客户要求使用难于加工的材料,例如钛,生产出微小的、更复杂的零件而且要求非常精密。最重要的是他们必须按严格的规章操作,需要符合多方面的、严密的文件要求。

矫形装置的设计需要符合骨骼和关节的复杂形状,因而这些零件的加工也很复杂。从棒料加工出来的这些装置,需要切掉大量的材料,因而由于许多材料的切削性能指数低,使工序很昂贵。所以,一些零件铸造成接近零件的最终形状,这经常需要复杂且昂贵的夹具。另一个加工复杂性的问题是大多数装置物需要严格的公差——0.002英寸或更小。

由于这些压力,引出新技术帮助制造医疗零件的车间应对竞争。Agile的12轴车床、新等级的刀片和创新的回转法螺纹加工机能生产这些复杂零件,精度非常高；电火花加工中的许多创新,使高质量零件的生产更快,消除了许多老加工技术中固有的问题。

医疗装置特别精密

钛的问题不锈钢与钛是医疗植入物用得最多的材料。不锈钢通常用于不是永久性置入体内的种植体。钛通常宁愿用于医疗种植体,是由于它的重量轻、强度高及其生物相容性。另外,钛种植体可用于磁共振成像和计算层析X射线摄影法成像诊断程序,因而,种植体植入后不会影响病人进行这些诊断程序。

钛6AL-4VELI是用于制造胯关节、接骨螺钉、膝关节、板形骨或器官、假牙和外科装置的标准材料。但是,钴铬合金由于其坚硬、更紧密的粒度和比钛更洁净,会越来越经常使用。

加工钛合金比加工钢所需的切削力只略微大一点,但是,钛合金的冶金特性使其比相当硬度的钢更难于加工。

钛有一种加工硬化性,这种特性消除了切削刀具前面的固结金属(卷边)。这有助于加大加工中的剪切角,因而形成薄的切屑,与切削刀具表面在相当小的面积上接触。由于这加工硬化性,在刀具与工件运动接触中,进给不应停止。这样在加工中产生的大的支承力,结合在接触区由切屑所产生的摩擦力,导致在刀具局部区热量大大增加。切削钛所产生的热量,不会很快消散,因为它是不良导体。因此,大部分热量集中在切削刃和刀具表面。

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