Forschung zur 5-Achsen-CNC-Feinbearbeitung von Vortex-Stahlschaufelradern aus Edelstahl
2025-03-28
CNC-Bearbeitung von Strukturbauteilen humanoider Roboter
2025-03-31Fallstudie: 5-Achsen-CNC-Fräsen medizinischer Titan-Knochenplatten (TC4)
1.Hintergrund
Im medizinischen Bereich
Knochenplatte
Als wichtiges Gerät zur Reparatur von Frakturen haben Knochenplatten strenge Anforderungen an Material und Verarbeitung. In dieser Fallstudie wird die erfolgreiche Erfahrung von Yixin Precision bei der Bearbeitung von Knochenplatten aus TC4-Titanlegierung mittels 5-Achsen-CNC-Technologie dargestellt.
TC4
TC4 (Ti-6Al-4V) hat aufgrund seiner hervorragenden Biokompatibilität, hoher Festigkeit, leichter Gewichtigkeit und Korrosionsbeständigkeit sich als Material der Wahl für medizinische Implantate etabliert. Allerdings gilt TC4 auch als anerkannter schwierig verarbeitender Werkstoff, so dass die Frage, wie man präzise medizinischen Standards entsprechende Knochenplatten verarbeiten kann, eine Herausforderung darstellt.
Materialien und technische Herausforderungen
Die wichtigsten Bearbeitungsherausforderungen bei TC4-Titanlegierung umfassen:
Schlechte Wärmeleitfähigkeit:
Wärme, die während der Bearbeitung entsteht, kann nicht schnell abgeführt werden, was zu Überhitzung der Werkzeuge führen und deren Lebensdauer verkürzen kann.
Hohe Festigkeit und Zähigkeit:
Dies erhöht die Schnittkräfte und den Werkzeugverschleiß während der Bearbeitung.
Elastische Deformation:
TC4 has a low elastic modulus and is prone to slight deformation during machining, especially when manufacturing high-precision medical devices.
Therefore, machining such parts requires high-precision equipment and strict process control. 5-axis CNC machines can provide advantages in these aspects, including reducing errors caused by multiple clamping and being able to complete the machining of complex surfaces in one go.
3. Advantages of 5-axis CNC machining
HXC Precision
HXC uses advanced 5-axis CNC technology, and its main advantages include:
High precision:
5-axis CNC can complete the processing of complex geometric shapes without multiple repositioning of parts, significantly improving processing accuracy.
Complex surface processing:
The design of bone plates usually needs to conform to the natural curvature of human bones. 5-axis linkage can easily process complex surfaces from multiple angles.
Reduce the number of clamping times:
All-round processing can be completed in one clamping, which reduces the time of repeated positioning, improves processing efficiency and reduces potential errors.
4. Processing flow
To ensure the accuracy and surface quality of the bone plate, HXC Precision follows the following processing steps:
Design and programming:
Based on the CAD drawings provided by the customer, Yixin Precision's engineering team programs the processing path of the parts in detail, especially the curved surface part, to ensure the consistency of the processing path with the design.
Roughing (Rohbearbeitung) und Feinarbeitung:
Verwenden Sie die 5-Achs-CNC-Bearbeitung für das Schruppen, um den Großteil des Materials zu entfernen, und führen Sie anschließend das Schlichten durch, um die geforderte Maßgenauigkeit und Oberflächengüte zu gewährleisten.
Oberflächenbehandlung:
Um die strengen Anforderungen an medizinische Geräte zu erfüllen, unterzogen die Knochenplatte nach der Bearbeitung einer Oberflächenbehandlung wie Entgraten und Polieren, um sicherzustellen, dass ihre Oberfläche glatt und fehlerfrei ist.
Qualitätskontrolle
Quality inspection is crucial in the production of medical devices. In order to ensure the performance of the bone plate, HXC has precisely implemented the following quality control measures:
Dimension inspection:
Zur Gewährleistung der Einhaltung der Design-Toleranzanforderungen wird eine hochpräzise Koordinatenmessmaschine (CMM) verwendet, um die Schlüsselmessgrößen der Knochenplatte zu prüfen.
Oberflächenqualitätskontrolle:
Mittels Mikroskopprüfung wird überprüft, ob die Oberfläche Grate, Risse oder andere Defekte aufweist, die die Implantationssicherheit beeinträchtigen könnten.
Prüfung der mechanischen Eigenschaften:
Die Fertigprodukte werden auf Zugfestigkeit, Ermüdungsfestigkeit usw. getestet, um ihre Haltbarkeit und Zuverlässigkeit im tatsächlichen Gebrauch zu gewährleisten.
Konformitätsanforderungen der Medizinbranche
Als medizinisches Gerät müssen die Herstellung von Knochenplatten strengen Branchenstandards entsprechen. HXC Precision verfügt auch über die Zertifizierung des ISO13485-Qualitätsmanagementsystems für medizinische Geräte. HXC Precision folgt strikt dem ISO 13485-Qualitätsmanagementsystem für medizinische Geräte, um zu gewährleisten, dass jeder Schritt von der Materialbeschaffung über die Verarbeitung bis zur Prüfung den Standards entspricht. Darüber hinaus müssen TC4-Titanlegierungs-Knochenplatten eine Reihe von Biokompatibilitäts Tests bestehen, um ihre Sicherheit und Stabilität im menschlichen Körper zu gewährleisten.
7.Schlussfolgerung
Durch diese Fallstudie ist ersichtlich, dass HXC Precision erfolgreich die 5-Achsen-CNC-Technologie zur Lösung der Herausforderungen bei der Bearbeitung von TC4-Titanlegierung eingesetzt hat. Dadurch wurden die hohen Standards für Knochenplatten in Bezug auf Biokompatibilität, mechanische Festigkeit und Oberflächenqualität gewährleistet. Dieses Beispiel zeigt nicht nur die technische Stärke von HXC Precision bei der Bearbeitung schwieriger Materialien, sondern unterstreicht auch seine ausgezeichneten Erfahrungen und Fähigkeiten im Bereich der Herstellung medizinischer Geräte. So können Kunden Produkte erhalten, die den strengen Anforderungen der Medizinbranche entsprechen. Darüber hinaus unterstreicht die Fallstudie die innovativen Fähigkeiten von HXC Precision im medizinischen Bereich und seine Vorteile bei der Bereitstellung maßgeschneiderter Lösungen für hochpräzise Bauteile.