Избегайте ошибок в обработке

Резка компонентов для медицинской промышленности во многом похожа на хирургию: успех вознаграждается, но операция может быть трудной. Осложнения возникают из-за сложных конструкций и спецификаций деталей, а также строгих требований со стороны регулирующих органов, таких как Управление по контролю за продуктами и лекарствами. Так же, как и хирургам, цехам нужны специальные знания, инструменты, методы и практики, чтобы довести медицинские операции до удовлетворительного завершения.

Одна из основных проблем, с которыми сталкиваются предприятия, занимающиеся обработкой медицинских деталей, — это обращение с различными материалами. Например, спинные имплантаты раньше изготавливались из обычных материалов, таких как титан и нержавеющая сталь, говорит Майк Макартур, вице-президент по разработкам компании RobbJack Corp., производителя твердосплавных режущих инструментов в Линкольне, Калифорния. Однако теперь материалы для этих имплантатов включают в себя полимеры, такие как полиэфирэфиркетон, и прозрачные варианты, которые позволяют врачам видеть сквозь них и проверять ход заживления тканей.

«Поэтому мы разрабатываем специальную геометрию для резки этих уникальных материалов», — сказал он.

РоббДжек также производит инструменты для обработки интраокулярных линз, имплантируемых в глаза. Раньше эти линзы изготавливались из твердого, жесткого пластика. Но сегодня Макартур заявил, что предпочтительными материалами являются мягкие, податливые полимеры, которые позволяют складывать линзы, что облегчает их размещение в глазах пациентов.

Изготовленные на заказ цельные твердосплавные ступенчатые и спиральные сверла малого диаметра от Star Cutter используются для обработки медицинских компонентов. Изображение предоставлено Star Cutter

«Это полезно для пациента», — сказал он. «Но очень сложно разрезать этот мягкий, эластичный материал».

Чтобы удовлетворить требованиям этого применения, RobbJack производит инструменты диаметром 0,254 мм (0,01 дюйма) «с ультраполированной отделкой и сверхострыми режущими кромками», - сказал Макартур.

Что касается металлов, то в последние годы в медицинской промышленности набирают популярность гибкий нитинол и устойчивый к коррозии BioDur. «Хотя свойства этих материалов полезны в медицинских инструментах и ​​имплантатах, они также более абразивны, чем традиционные альтернативы», — сказал Стив Истердей, менеджер по швейцарским приложениям в NTK Cutting Tools USA в Уиксоме, штат Мичиган.

Рекомендации по нанесению покрытия

NTK Cutting Tools специализируется на многослойных покрытиях инструментов методом физического осаждения из паровой фазы для труднообрабатываемых материалов. Хотя толстое покрытие из нитрида титана может справиться с задачей накручивания титановой резьбы, Истердей заявил, что его недостаточно для резки абразивного материала BioDur или нитинола.

Для инструментов, которые будут использоваться для обработки этих материалов, «мы могли бы нанести покрытие TiN, а затем нанести на него покрытие из нитрида титана и алюминия, чтобы придать ему большую износостойкость», — сказал он.

Покрытия PVD могут быть относительно толстыми, но Истердей отметил, что процесс PVD по-прежнему дает более тонкие слои, чем покрытие методом химического осаждения из паровой фазы. Это делает PVD-покрытия более подходящими для пластин с острыми кромками, необходимых для резки небольших медицинских деталей.

При токарной обработке мелких деталей используйте вставки: «Острота — это все, потому что вам нужно меньшее давление инструмента и более свободная резка», — сказал он.

Помимо покрытий, Истердей советует предприятиям, занимающимся медицинской обработкой, уделять пристальное внимание подачам и скоростям. Например, при переходе от резки титановых костных винтов к медицинским деталям из более твердых материалов, таких как нитинол и BioDur, необходимо изменить скорость обработки поверхности в футах в минуту и ​​скорость подачи, чтобы обеспечить необходимое количество тепла для стружки. При токарной обработке нитинола он рекомендует начинать с SFM и скорости подачи, значительно меньшей, чем те, которые используются для титана. А в некоторых случаях, в зависимости от длины и диаметра материала, а также глубины реза, исходные параметры могут корректироваться по ходу процесса.

«На самом деле ничего не высечено на камне относительно подачи и скорости этих экзотических материалов», - сказал он. «Вы должны войти туда и настроить его, чтобы сделать все правильно».

По словам Гэри Маккарела, инженера по применению компании Star Cutter Co., производителя инструментов в Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, по мере продолжения процесса обработки большинство материалов, используемых для медицинских деталей, имеют тенденцию к затвердеванию. Поэтому, по его словам, важно иметь стабильный процесс, то есть такой, в котором существует постоянная скорость подачи. Например, в разрезе не должно быть застоев.