数控加工技术与医疗设备

dododo373

张朝枫

广州市多得医疗设备维修服务有限公司

【摘 要】：自20世纪50年代第一台数控机床问世以来，数控机床及数控技术经历了半个多世纪的发展，如今数控加工已普及到各个制造领域，不仅提高了产品加工质量和效率，缩短了生产周期，改善了劳动条件，而且对制造企业的产品结构和生产方式都产生了深远的影响。数控加工作为一种高效、精密的数字化切削加工技术，成为医疗器械复杂结构件机械加工的主要手段，然而机床工业是一切工业制造业的基础，本文讲述数控设备在医疗器械的制造及加工中的应用。

【关 键 词】：CNC/加工中心/联动/标准/医疗设备

CNC machining technology and medical devices

（Dododo Medical Equipment Service Co., LTD, Guangzhou Guangdong 510665，China）

［Abstract］：50 years since the 20th century, the first since the advent of CNC machine tools, CNC machine tools and CNC technology through the development of half a century, and now has spread to various CNC machining manufacturing, not only improve the processing quality and efficiency, shorten the production cycle improved working conditions, but also manufacturing the product structure and production methods have had a profound impact. NC as a highly efficient, precision machining of digital technology, a complex structure of the aircraft the primary means of machining parts and Machine tool industry is the foundation of all industrial manufacturing, the paper numerical control equipment described in the medical device manufacturing and processing application

［Key words］: CNC / Machining Center / Linkage / standards / medical equipment



行业的发展前景

医疗器械行业是一个多学科交叉，知识密集，资金密集型的高科技产业，由于我国具有庞大的消费群体和政府的积极支持，我国医疗器械市场发展空间广阔，产业发展呈现如下发展特点。
　　经济发展带动医疗服务需求升级，导致健康服务需求显著增加。医疗服务市场的逐步开放，使国内外资本投资中国医疗服务产业的速度加快，从而直接导致医械市场需求的增加。随着人民生活水平的不断提高，医疗器械的选用会越来越先进，其产品结构会不断调整，功能更加多样化，市场容量会不断扩大。医疗器械产业作为促进经济增长、提高国民福利的重要产业，是我国国民经济的重要组成部分，随着以人为本发展理念的不断增强，中国的医疗器械产业将会获得更快发展。

什么是CNC

   CNC(数控机床)是计算机数字控制机床(Computer numerical control)的简称，是一种由程序控制的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，通过计算机将其译码，从而使机床执行规定好了的动作，通过刀具切削将毛坯料加工成半成品成品零件。

数控加工的概念

numerical control machining数控加工，是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。

数控加工在医疗设备领域上的应用

   作为工作母机的机床工业，是一切制造业的基础，随着社会进步与技术的不断创新，数控机床在医疗领域的运用也日渐宽广。近一段时间来，多轴联动的车铣复合中心机床在精密医疗器材制造领域的表现可圈可点，便是一个明证。
   目前，多轴联动数控机床加工的精密医疗器材零件，主要是骨科植入件（椎弓钩、骨钢板、骨螺钉、髋臼球等）与齿科植入件（种植体基台、义齿模型等），以及现代外科手术的发展，大批量高精度，结构复杂，强度高的手术器械，当然还有心脏起博器零件、血液透析器零件等等。
   这些零件特点是形状复杂、材料坚韧，而棒料车铣复合加工中心正是加工此类零件的理想工艺装备。其关键则在於，机床经两次装夹後可对小型精密零件进行第六面加工。在这一领域，研究得较为深入的是瑞士、德囯和日本等囯的一些机床制造企业。

精密医疗器材加工的独特之处
   为什麽说车铣复合中心是这些零件的理想工艺装备呢？回答这个问题之前，   首先要了解精密医疗零件的特点所在。
   首先，这类精密的小零件大多是小批量、多品种加工，取材一般为棒材，故自动送料的棒料数控车床乃是首选的工装对象，而且最好有正、副两根主轴——因为正主轴尚需将未加工完毕的零件送到副主轴继续加工。
   其次，由於零件均是形状不规则的异形件，仅仅靠回转车削加工是不够的，所以还得多工序换刀予以铣削，故而铣头能作B轴转摆的立式加工中心成了数控车床的工艺补充。
     最後，由於要全自动完成零件加工，俗称是六面加工，那麽零件的第二次装夹也就自然而然地成了加工的关键所在。
车铣复合加工中心
      卧式安置的两根车床主轴相对装於床身的正面，左面是固定的正主轴，右侧为副主轴，它可沿45°斜面进行立卧转换，并可绕X轴进行A向回转，同时又可作W轴的左右移动。
      棒料由正主轴通孔自动送入，机床就对棒料露出的端部作车、铣加工。由於机床的两根主轴可同步旋转，故零件加工中棒料可自动从正主轴送入副主轴，随後切断一分为二。副主轴是六面加工的关键装置，它接过正主轴传来的零件，即可从水平位置转90°至垂直向上位置，让铣主轴加工露出的零件端部。
  垂直设置的铣头主轴由於可绕B轴回转90°，同时铣头的主轴箱本身能作上下、前後、左右运动。因此，它既可铣削正主轴装夹零件所露出的零件右端部位，又可铣削副主轴所装夹後露出的左端部位，鉴於上述功能，机床的两根车削主轴经二次装夹後，可对零件作六面加工。

医疗设备加工的工艺标准及特点

     医疗设备的使用外形决定了它的使用部位，其结构复杂，加工难度大--零件本身涉及人体生理学，人体力学等一系列发杂的组合外形，且多零件组合配套。切削加工量大—材料去除率达90%以上，部分零件要求达到98%以上。金属部件薄—多部件壁薄，膛深，强度要求高。加工精度要求高—各类拉伸结构，咬合结构，装配面协调，小孔径攻牙，以及植入人体的仿生组件。材料要求高—以钛合金等高强度合金为主，以及各类符合植入人体的仿生材料。

医疗设备数控加工的发展方向

随着医疗器械行业的发展，医疗器械种类会越来越多，结构越来越复杂，精度要求也越来越高。为适应医疗设备高产量，高精度的发展需求，高速，高精，智能，复合，环保成为实现医疗设备数控加工的主要发展方向。



总结：更多地了解数控设备在医疗设备的应用，了解各类医疗器材的生产工艺及其特点，无论在生产，加工或维修等各方面都能给我们工程人员带来很好的帮助。



参考文献：《计算机数控应用》

                     《数控加工工艺》





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