مطالعه موردی ساخت ایمپلنت پزشکی صفحه تثبیت شکستگی آلیاژ تیتانیوم با ماشینکاری CNC دقیق چین

به عنوان یک تکنسین ماشینکاری دقیق من مورد پردازش اخیر ما از صفحات تثبیت شکستگی آلیاژ تیتانیوم را به اشتراک خواهم گذاشت. این دسته از محصولات برای جراحی تثبیت شکستگی فکاسیال طراحی شده است,نیاز بهالزامات دقیق بسیار بالاواستانداردهای سختگیرانه سازگاری زیستیاز طریق مراکز ماشینکاری CNC 5 محور، ما یک بار پردازش شکل دادن سطوح منحنی پیچیده را به دست آوردیم و راه حل های قابل اعتماد را برای تولید ایمپلنت های پزشکی فراهم کردیم.

صفحه های تثبیت شکستگی از آلیاژ تیتانیوم که این بار پردازش شده اند برای ترمیم شکستگی زیر لبه استفاده می شوند، با الزامات خاص به شرح زیر:

• مشخصات مواد: آلیاژ تیتانیوم TC4 (Ti6Al4V) مطابق با استانداردهای GB/T13810 و ISO5832-3، نیاز به گواهینامه های کامل مواد
• ویژگی های ابعاد: طول صفحه 8.5 سانتی متر، عرض 1.2 سانتی متر، ضخامت 0.3 سانتی متر، حاوی 12 سوراخ پیچ با تحمل فاصله سوراخ کنترل شده در ± 0.05mm
• الزامات سطح: خشکی سطحی Ra≤0.8μm، بدون هیچ نشانه ابزار یا burrs، شاخه لبه کمتر از 0.1mm
• الزامات ویژه: باید به طور کامل به منحنی آناتومیک فک بیمار با خطا کمتر از 0.1mm متناسب باشد
• زمان تحویل: از زمان دریافت مدل CAD تا تحویل محصول آماده در عرض 72 ساعت

بر اساس ویژگی ها و الزامات قطعات، ما راه حل ماشینکاری زیر را توسعه دادیم:

برنامه ریزی مسیر فرآیند:

• استفاده از JDGR400T 5 محور مرکز ماشینکاری با سرعت بالا برای تکمیل تمام فرآیندهای در یک تنظیم
• اتخاذ استراتژی سه مرحله ای "خراب- نیمه تکمیل- تکمیل" با صرفه جویی در 0.15mm
• انتخاب ابزار ویژه برای ویژگی های آلیاژ تیتانیوم: φ6mm چهار لبه فرش پایان برای خام کردن، φ2mm گلوله پایان فرش برای تکمیل

طراحی وسایل:

• طراحی لوازم خاص خلاء برای جلوگیری از تغییر شکل قطعات دارای دیواره نازک در طول پردازش
• اتخاذ سیستم موقعیت گذاری ماژولار که از تغییر سریع در طول تولید دسته پشتیبانی می کند

بهینه سازی پارامتر:

• سرعت اسپندل: 8000rpm برای خام سازی، 12000rpm برای تکمیل
• سرعت تغذیه: 1500mm/min برای خام سازی، 800mm/min برای تکمیل
• عمق برش: 0.3mm برای خام سازی، 0.05mm برای تکمیل

نقاط کنترل کیفیت:

• سیستم اندازه گیری آنلاین نظارت در زمان واقعی بر ابعاد حیاتی
• بازرسی کامل هر محصول با CMM
• 100% بازرسی با تست خشکی سطح

در طول اجرای ماشینکاری، ما اقدامات کنترل کیفیت سختگیرانه ای را اجرا کردیم:

نظارت بر فرآیند ماشینکاری:

• استفاده از ابزار تنظیم دقیق ابزار برای اطمینان از تعویض دقیق طول ابزار و قطر
• نظارت در زمان واقعی بر تغییرات نیروی برش برای جلوگیری از فرسایش بیش از حد ابزار
• استفاده از مایع خاص برش آلیاژ تیتانیوم در طول پردازش، کنترل دمای در 25±5 °C

فرآیند بازرسی کیفیت:

• بازرسی کامل اولین قطعه: از CMM برای بررسی همه موقعیت های سوراخ و ابعاد محدوده استفاده کنید
• فرکانس بازرسی گشت: نمونه برداری از ابعاد کلیدی هر 5 قطعه پردازش شده
• استاندارد بازرسی نهایی: 100٪ بازرسی بر اساس استانداردهای ایمپلنت دستگاه پزشکی

رکورد حل مسئله:

• کشف نشانه های کمی در سطح قطعه سوم: با تنظیم سرعت پیچ از 12000rpm به 10000rpm و افزایش سرعت تغذیه به 1000mm/min حل می شود
• انحراف عمودی سوراخ پیچ: فرآیند حفاری بهینه شده، با استفاده از روش حفاری پیک که در سه مرحله تکمیل شده است

مدارک:

• ثبت کامل پارامترهای پردازش و داده های بازرسی برای هر محصول
• ارائه مجموعه کامل اسناد از جمله گواهینامه مواد، گزارش های فرآیند پردازش، گزارش های بازرسی

این کار پردازش نتایج قابل توجهی را به دست آورد:

نتایج پردازش داده ها:

• نرخ عبور ابعاد: 100٪ (همه 12 محصول با الزامات طراحی مطابقت دارند)
• خشکی سطح: Ra0.6-0.7μm به دست آمده، بهتر از نیاز مشتری به Ra0.8μm
• زمان تحویل: 8 ساعت زودتر از زمان برنامه ریزی شده، چرخه پردازش واقعی 64 ساعت

بازخورد مشتریان:

• گروه جراحي گزارش دادندکاملاً مناسببین صفحه تثبیت و استخوان فک بیمار، هیچ تنظیم درونی لازم نیست
• پزشکان به ویژه از دقت سوراخ پیچ ها قدردانی می کنند.دقت جهت گیریاز کاشت پیچ
• سازگاری درون دسته شناخته شده است، تفاوت ابعاد بین 12 محصول کمتر از 0.02mm

بهبود مستمر:

• بر اساس این تجربه، الگوهای پارامتر پردازش بهینه شده برای قطعات لایه تیتانیوم با دیواره نازک
• طراحی بهبود یافته لامپ های خلاء، کاهش زمان راه اندازی 30٪

از طریق این مورد، ما مزایای مراکز ماشینکاری CNC 5 محور را در تولید ایمپلنت های پزشکی تأیید کردیم. عوامل کلیدی موفقیت برای پردازش صفحات ثابت کردن شکستگی آلیاژ تیتانیوم عبارتند از:

• بهینه سازی فرآیند: انتخاب ابزار و پارامترهای برش منطقی که با ویژگی های آلیاژ تیتانیوم مطابقت دارد
• نوآوری تجهیزات: لوازم خاص خلاء که ثبات در پردازش قطعات دارای دیواره نازک را تضمین می کنند
• کنترل کیفیت: نظارت بر کل فرآیند برای اطمینان از دقت ابعاد و کیفیت سطح
• همکاری تیمی: هماهنگی نزدیک بین ارتباطات برنامه ریزی، عملیات و بازرسی کیفیت

این قابلیت ماشینکاری دقیق به ویژه برایایمپلنت پزشکی شخصیتولید، تولید سریع صفحه های ثابت کننده بر اساس داده های CT بیمار را امکان پذیر می کند.ما با استفاده از تکنولوژی های چاپ سه بعدی و ماشینکاری CNC، راه حل های تولید جامع تری را برای زمینه پزشکی ارائه خواهیم داد..