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5-Achsen-CNC-Bearbeitung von medizinischen Verriegelungsplatten aus Titanlegierung (TC4) – Fallstudie
Veröffentlichungszeit:
Oct 15,2024
Hintergrund
Im medizinischen Bereich unterliegen Verriegelungsplatten, die als wichtiges Instrument zur Reparatur von Frakturen dienen, strengen Anforderungen an Material und Bearbeitung. Diese Fallstudie zeigt die erfolgreiche Erfahrung von Yixin Precision bei der Anwendung der 5-Achs-CNC-Technologie zur Bearbeitung. Verriegelungsplatten aus Titanlegierung TC4 . TC4 (Ti-6Al-4V) ist aufgrund seiner hervorragenden Biokompatibilität, hohen Festigkeit, geringen Gewichts und Korrosionsbeständigkeit zum Material für medizinische Implantate geworden. Allerdings, TC4 wird auch als schwieriges Material anerkannt, das sein bearbeitet, was es zu einer Herausforderung macht, es präzise zu bearbeiten Verriegelungsplatten die medizinischen Standards erfüllen.
Material- und technische Herausforderungen
Die wichtigsten Bearbeitungsherausforderungen für TC4-Titanlegierungen umfassen:
Schlechte Wärmeleitfähigkeit: Die während der Zerspanung entstehende Wärme kann nicht schnell abgeführt werden, was zu einer Überhitzung des Werkzeugs und dessen verkürzter Lebensdauer führen kann. life.
Hohe Festigkeit und Zähigkeit: Dies erhöht die Schnittkräfte und den Werkzeugverschleiß während der Bearbeitung.
Elastische Verformung: TC4 hat einen niedrigen Elastizitätsmodul und neigt während der Bearbeitung zu kleinen Verformungen, insbesondere bei der Herstellung hochpräziser medizinischer Geräte.
Daher erfordert die Bearbeitung solcher Teile hochpräzise Anlagen mit strenger Prozesssteuerung. 5-Achs-CNC-Maschinen können in diesen Bereichen Vorteile bieten, darunter die Reduzierung von Fehlern, die mit mehrfachem Spannen verbunden sind, sowie die Möglichkeit, komplexe Oberflächen in einem einzigen Arbeitsgang zu bearbeiten.
Vorteile der 5-Achsen-CNC-Bearbeitung
Yixin Precision verwendet fortschrittliche 5-Achs-CNC-Technologie, und die wichtigsten Vorteile umfassen:
Hohe Genauigkeit: 5-Achsen-CNC ist in der Lage, die Bearbeitung komplexer Geometrien ohne mehrfaches Umsetzen des Werkstücks abzuschließen und verbessert dadurch die Bearbeitungsgenauigkeit erheblich.
Komplexe Oberflächenbearbeitung: Verriegelungsplatten sind häufig so konstruiert, dass sie der natürlichen Krümmung des menschlichen Skeletts entsprechen, und die 5-Achs-Verbindung ermöglicht es, komplexe Oberflächen leicht aus mehreren Winkeln zu bearbeiten.
Reduzierte Spannzeiten: Eine Spannung kann die vollständige Rundum-Bearbeitung erledigen, was die Zeit für wiederholtes Positionieren reduziert, die Bearbeitungseffizienz verbessert und potenzielle Fehler verringert.
| Produktname | Medizinische Titan-Schienen |  |
|||||
| Bearbeitungsausrüstung | 5-Achsen-CNC | ||||||
| Größe | 118 mm × 25 m × 50 mm | ||||||
| Anzahl der CNC-Bearbeitungswerkzeuge | 12 | Gesamtzeit | 3 Stunden 10 Minuten | ||||
| Details Nein. |
Prozesse | Werkzeug | Ap (mm) | Ae (mm) | Spindeldrehzahl ( U/min) |
Vorschubgeschwindigkeit (mm/min) |
Bearbeitungszeit |
| 1 | Pre-machining | D10R1 | 24 | 0.8 | 6000 | 3000 | 0:06:50 |
| 2 | Fine-machining | D6R3 | 0.06 | 0.14 | 9000 | 3000 | 0:40:50 |
| 3 | Bohren | D3 | 2 | – | 3000 | 100 | 0:03:10 |
| 4 | Freigabe | R0.5 | 0.04 | – | 18000 | 6000 | 0:01:50 |
Teile-Highlight ： 1.D10 – Die Bearbeitung von Werkzeugen mit D0,5 mm wird in einem einzigen Arbeitsgang abgeschlossen. 2. Der Werkzeug-Einstellfehler der gekrümmten Oberfläche liegt innerhalb von 10 µm. 3. Eine hohe Oberflächenqualität reduziert den Arbeitsaufwand beim Schleifen oder Polieren. |
|||||||
| Prüfungsartikel | Inspektionsbericht | ||||||
| Inspektionsposition | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| Präzisionsabweichung (mm) | -0,011 | -0,014 | -0,008 | -0,006 | -0,078 | -0,067 | |
| Rauheit Ra (µm) | 0.646 | 0.705 | 0.655 | 0.615 | 0.645 | 0.585 | |
| Prüfgeräte | HEXAGON-KMG | ||||||
Bearbeitungsverfahren
Um die Genauigkeit und Oberflächenqualität der Verriegelungsplatten sicherzustellen, folgt Yixin Precision den folgenden Bearbeitungsschritten:
1. Design und Programmierung: Gemäß den vom Kunden bereitgestellten CAD-Zeichnungen programmiert das Ingenieurteam von Yixin Precision die Bearbeitungsbahnen der Teile detailliert, insbesondere für gekrümmte Oberflächen, um sicherzustellen, dass die Bearbeitungsbahnen mit dem Design übereinstimmen.
2. Schruppen und Finishen: 5-Achsen-CNC wird zum Schruppen verwendet, um den größten Teil des Materials zu entfernen, und anschließend zur Nachbearbeitung, um die geforderte Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität zu gewährleisten.
3. Oberflächenbehandlung: Um den strengen Anforderungen an medizinische Geräte zu entsprechen, sind die Verriegelungsplatten werden nach der Bearbeitung einer Oberflächenbehandlung unterzogen, wie z. B. Entgraten und Polieren, um sicherzustellen, dass ihre Oberflächen glatt und fehlerfrei sind.
Qualitätskontrolle
Bei der Herstellung medizinischer Geräte ist die Qualitätsprüfung von entscheidender Bedeutung. Um die unterschiedlichen Leistungen der Verriegelungsplatten sicherzustellen, hat Yixin Precision folgende Qualitätskontrollmaßnahmen eingeführt:
Maßhaltigkeitsprüfung: Verwenden Sie eine hochpräzise Koordinatenmessmaschine (KMM), um die wichtigsten Abmessungen der Platte zu prüfen. um sicherzustellen, dass sie die Toleranzen einhalten.
Oberflächenqualitätsprüfung: Mikroskopische Untersuchung der Oberfläche auf Grate, Risse oder andere Defekte, die die Sicherheit der Implantation beeinträchtigen könnten.
Mechanische Leistungsprüfung: Fertigprodukte werden auf Zugfestigkeit, Ermüdungsfestigkeit usw. geprüft, um ihre Haltbarkeit und Zuverlässigkeit im tatsächlichen Gebrauch zu gewährleisten.
Compliance-Anforderungen für die Medizinbranche
Als medizinisches Gerät muss die Herstellung von Verriegelungsplatten strengen Branchenstandards entsprechen. Yixin Precision verfügt außerdem über die Zertifizierung von ISO 13485:2016 für ein Qualitätsmanagementsystem für Medizinprodukte. Yixin Precision hält sich streng an das Qualitätsmanagementsystem ISO 13485:2016 für Medizinprodukte, um sicherzustellen, dass jeder Schritt des Prozesses – von der Materialbeschaffung über die Verarbeitung bis hin zur Prüfung – den Standards entspricht. Darüber hinaus Verriegelungsplatten aus Titanlegierung TC4 müssen eine Reihe von Biokompatibilitätstests bestehen, um ihre Sicherheit und Stabilität im menschlichen Körper zu gewährleisten.
Schlussfolgerung
Diese Fallstudie zeigt, dass Yixin Precision die 5-Achs-CNC-Technologie erfolgreich eingesetzt hat, um die Herausforderungen bei der Bearbeitung von TC4-Titanlegierungen zu lösen und so sicherzustellen, dass die Verriegelungsplatten erfüllen hohe Standards in Bezug auf Biokompatibilität, mechanische Festigkeit und Oberflächenqualität. Dieser Fall zeigt nicht nur die technische Stärke von Yixin Precision bei der Verarbeitung schwieriger Materialien, sondern auch dessen hervorragende Erfahrung und Kompetenz im Bereich der Medizintechnikfertigung, wodurch Kunden Produkte geliefert werden, die den strengen Anforderungen der Medizinbranche gerecht werden. Zudem unterstreicht er die Innovationsfähigkeit von Yixin Precision im medizinischen Bereich sowie seinen Vorteil bei der Bereitstellung maßgeschneiderter Hochpräzisionslösungen für Bauteile.
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