Medische Precisiebewerking Meesteren: 8 Essentiële Technieken voor Titanium, Kobalt-Chroom en Roestvrij Staal

Ontdek de voorkeurstechnieken voor het bewerken van medische titanium, kobalt-chroom en nikkel-gebaseerde roestvrij-staal legeringen.

Bouten voor botten, fixatieplaten, heup- en knie-implantaten – dit zijn slechts enkele van de moeilijke medische onderdelen waar machinisten dagelijks mee worstelen. Niet alleen zijn de geometrieën complex en toleraties strak, de metalen in deze componenten kunnen zelfs de meest ambitieuze machinist laten berouwen over overwerk.

Helaas worden dingen niet makkelijker. Medische bedrijven en hun metallurgische partners ontwikkelen voortdurend nieuwe en innovatieve materialen, waaronder Ti-6Al-4V ELI (extra-lage interstitiëlen), Phynox en MP35N, samen met een heel reeks eigen legeringen.

De meeste van deze materialen vallen in de categorie warmtebestendige superlegeringen (HRSA). Vertaling: Deze metalen zijn even thuis in een wervelkolom als in een roodgloeiende gasturbine-uitlaat.

Snijgereedschappen verslijten snel, en inslijting op de snijdieptelijin is gangbaar. Opgebouwde rand (BUE) – een klont metaal die aan de bovenkant van het gereedschap kleeft en meestal de snijrand beschadigt wanneer het afbreekt – is ook een frequente issue.

Snijgereedschapsfabrikanten Tegen de Medische Uitdaging

Het goede nieuws is dat snijgereedschapsfabrikanten tred houden met deze gruwende eisen. Door het ontwikkelen van nieuwe, duizelige insetsgeometrieën, zware hardmetaalkwaliteiten en super-gladde coatings, zouden machinisten zelfs de meest strijdlustige metalen moeten kunnen temmen. Natuurlijk is er meer aan succesvolle HRSA-bewerking dan goed hardmetaal.

Machinisten moeten ook geluid bewerkingspraktijken toepassen en correct geprogrammeerde gereedschapspaden. Hier zijn de belangrijkste technieken voor effectieve metaalverwijdering bij medische legeringen:

1. Blijf scherp en gebruik PVD-coating voor uw gereedschappen.

Als regel werken scherpe, PVD-gecoate gereedschappen het best over het gehele bereik van medische superlegeringen. Ga niet akkoord met algemeen hardmetaal of coatings. Snijgereedschapsleveranciers hebben specifieke kwaliteiten ontwikkeld voor elk medisch materiaal, en u moet er gebruik van maken, zeker bij langlopende of herhalende klussen.

Reserveer tijd voor proefsneden op elk nieuw materiaal. Betrek uw leveranciers on-site om mee te helpen, en volg hun advies. Boven alles: ontwikkel een voorspelbaar proces: het is veel beter om vroege gereedschapsvervangingen in te plannen dan te wachten tot ze breken, het werkstuk beschadigen, de machine beschadigen of de bediener verwonden.

2. Wees agressief met snijsnelheid en voersnelheid om opgebouwde rand te verminderen.

Als insets niet zo lang mee gaan als we willen, neigen velen van ons ertoe de snijsnelheid te verlagen of de voersnelheid terug te schroeven. Dit is misschien het exacte tegenovergestelde van wat nodig is.

Als regel raden snijgereedschapsleveranciers een agressieve aanpak aan wanneer bewerkingsoperaties niet goed verlopen. Dat komt doordat het harder aandraaien van het gereedschap vaak de spanvorming verbetert, en hogere spindelsnelheden meer warmte in de snede brengen, wat BUE vermindert.

3. Vermijd diep snijden met tactieken als trochoïdaal frezen.

Lichte snijdieptes bij hogere voersnelheden zijn typisch effectiever dan traditionele "hogging" benaderingen van metaalverwijdering.

Trochoïdale gereedschapspaden met volledige lengte (Z-as) invalshoek zijn de voorkeur. Boog in en uit de snede waar mogelijk. Vermijd het begraven van het gereedschap in de hoek. U weet dat er een probleem is omdat de machine in nood zal klagen.

Programeer een straal iets groter dan die van het gereedschap, en kom terug met een kleiner gereedschap om de hoeken op te schonen. Zorg dat de spannen uit de weg zijn. Als u het kruisende geluid hoort dat bij herfrezen hoort, is het tijd om te controleren op een beschadigd of gebroken gereedschap.

4. Blijf waar (en rigide) met de opstelling voor medische toepassingen.

Rigide opstellingen zijn altijd een no-brainer, maar dubbel zo belangrijk bij moeilijke materialen. Vermijd gereedschapsuitloop door collet- en zijslot-houders te schrappen ten gunste van warmtekrimp of hydraulische houders.

Houd gereedschappen zo kort mogelijk, en kijk naar het vervangen van mechanische schroefbanken en klemmen door hun hydraulische tegenhangers. Kantel de klembacken van de klem iets, en gebruik mesrand schroefbankbacken om de greep te vergroten. (Zelfs de minste beweging bij het ruwfrezen van een blok kobalt-chroom of titanium kan leiden tot een slechte snede.)

Onthoud dat gereedshouders elke paar jaar vervangen moeten worden, en vaker bij zwaar gebruik.

5. Wees positief met uw insteekhoek.

De meeste PVD-gecoate en precisiegeschreven gereedschappen hebben "up sharp" snijranden. Goed, maar een positieve insteekhoek op het gereedschap is ook voordelig – zoals de ongebruikte zijde van een 80-graden diamant of een ronde insert als haalbaar. Dit zal dieptesnede-inslijting verminderen, maar het dwingt u vaak om terug te keren met een gereedschap dat de hoek vierkant kan frezen. Toch kan het de moeite waard zijn, zeker bij het draaien van sommige super-zachte nikkellegeringen of "drievijf" titanium.

6. Blijf koel en onderhoud die koelvloeistoffen.

Het is een jammerfeit, maar sommige werkplaatsen verwaarlozen hun snijvloeistoffen. U kunt er misschien mee wegkomen bij aluminium of zacht staal (hoewel zelfs dat onraadzaam is). Met metalen hoog in chroom, nikkel of kobalt leidt uitgeputte snijvloeistof tot slechte standtijd en onvoorspelbare resultaten.

Elke CNC-werktuigmachine moet uitgerust zijn met een afscheider om vervuilde oliën te verwijderen. Snijkoelvloeistoffen moeten regelmatig gecontroleerd worden op juiste concentratie en pH-waarden.

Als uw werkplaats geen sump-zuiger bezit, is het tijd om ernaar te kijken. Het zal niet alleen downtime verminderen bij sumpreiniging, maar ook hergebruikskosten verlagen. Overweeg ook een extra investering: hogedruk koelvloeistof en filtratie. Alles werkt beter met hogedruk coolant.

7. Kijk naar alternatieven voor gecoate hardmetaal inserts.

Als u worstelt met gecoat hardmetaal, is het misschien tijd om "kaal" te gaan. Ongecoate inserts produceren vaak betere resultaten met superlegeringen, zeker bij afwerksneden.

Geef ook keramieken een kans. Veel van deze inserts hebben versterkte "whiskers" van siliciumcarbide, en bieden snijsnelheden 10 keer hoger dan hardmetaal. Draai ze altijd droog, en gebruik nooit keramiek met titanium, want de twee reageren chemisch.

8. Deel uw superlegering best practices.

Houd goede records van wat werkt en wat niet – en deel wat u weet met uw collega's. Precisie medische bewerking is belangrijk werk, en werkplaatsen die erin slagen, kunnen eveneens uitdagend luchtvaartwerk makkelijk aan.

Eerlijk: Ga u zachter op uw gereedschappen als een insert niet zo lang meegaat als u zou willen? Deel uw ervaring.