技术前沿:如何在南京CNC加工中心精确制作医用零件？
看各种医疗零部件。它们的形状多种多样。每个部分都有独特的形状，几乎一样。还有很多种材料，如铁、铜、铝，以及各种非金属材料，如橡胶、塑料、陶瓷、其他复合材料等等。很多人都觉得很奇怪:金属、塑料等是用什么样的工艺方法制造出来的？分成不同形状的部分？
世界上有那么多不同形状的医疗零件，它们是如何制成的？-工匠加工
其实这涉及到一个非常复杂的学科:医疗制造技术。这些零件是医用制造过程的一部分，称为医用零件的制造过程。从原材料到零件，第一步就是做零件毛坯。常用的医用零件毛坯类型有铸件、锻件、冲压件、焊接件和粉末冶金件，所以医用零件的加工工艺有铸造、锻造、冲压、焊接、粉末冶金、塑料成型等。下面分别介绍。
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1.铸造:铸造是将熔融的金属液体浇注到模具的型腔中，待其凝固冷却后，获得具有一定形状的零件或零件毛坯的一种成型方法。用铸造成型方法获得的毛坯或零件称为铸件。按铸造工艺分类，大致可分为两大类:砂型铸造(90%)和特种铸造(压力铸造、低压铸造、金属型铸造、离心铸造等。)，可以根据零件的材质、形状、性能合理选择。
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是医疗制造过程中最常用的毛坯制作方法。车重中约10%的零件是通过铸造获得的。对于各种形状复杂、用其他方法难以成形的零件，以及各种要求耐磨、承压、减振、价格低廉的零件，只能用铸造工艺生产零件毛坯。如缸体、缸盖、活塞、活塞环、缸套、进排气支管、变速箱、转向器壳、后轮轴壳、制动鼓、各种支架等。铸件一般要放置一段时间以消除内应力，这叫时效处理。
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医用铸件的主要特点是壁薄、形状复杂、重量轻、可靠性好、尺寸精度高、批量生产规模大。并且可以使用多种材料，如铸铁、铸钢、铸铝、铸铜等。铸铁还可分为灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁和合金铸铁等。随着铸造技术的不断发展，铸件的应用范围不断扩大。比如过去用锻造技术制造的曲轴、连杆、齿轮等零件，逐渐被铸件取代。下图是医用发动机曲轴的铸造工艺流程图。
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2.锻造:锻造是利用金属材料的塑性，借助外力(压力设备)和加工模具的作用，使坯料或铸锭部分或全部变形，形成所需形状、尺寸和一定组织性能的锻件的加工方法。根据工具和模具的排列，可分为自由锻、模锻和模锻。按加工温度可分为热锻、温锻、冷锻和等温锻造。
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锻造是医疗零件制造过程中的另一种常见方式。锻件锻造后可获得连续均匀的金属纤维组织，因此锻件具有良好的力学性能，常用于受力复杂的重要钢件。锻件是材料塑性变形的结果，所以锻件晶粒细小，没有铸件的粗大组织和内部缺陷。因此，一些要求高强度、耐冲击、耐疲劳的重要零件多为锻造毛坯，如各种齿轮、各种轴、凸轮轴、连杆、悬架上下臂、转向节、转向节臂等。其主要缺点是难以获得复杂的形状，尤其是一些具有复杂型腔的零件。
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3.冲压:冲压技术是一种先进的金属加工方法，它是基于金属的塑性变形。在常温条件下，金属板材在冲压模具中被切断或成形，以获得具有一定形状、尺寸和性能的零件。因为钣金冲压的坯料厚度一般小于4mm，一般是在常温下冲压，所以也叫冷冲压。冲压件一般通过落料、拉延、切边、冲孔、复合落料、弯曲、复合扣合等几道工序冲压成规定的形状。
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冲压技术广泛应用于医疗行业。医用车身上的覆盖件、结构件等全金属薄壳结构，以及构成医用车身的零件，基本都是通过冲压工艺生产的。具有生产率高、操作简单、易于实现机械化和自动化、质量稳定、无需后期机械加工、能加工形状复杂的零件、冲压件表面质量好、冷冲压不改变材料的机械性能等特点。它的缺点是不能加工较厚的材料。医用冲压用的模具技术性很强，世界上只有少数几个国家能生产。现在国内大部分车企使用进口模具，少数公司使用国产模具和冲压设备。
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4.焊接:焊接是两块金属局部加热或同时加热加压，有或没有填充物的一种加工方法。其特点是能以小尺度、小尺度、小尺度制造重型、复杂的机器零件，能把不同形状、大小的不同材料和毛坯连接成一个不可分割的整体，使材料的性能得到充分发挥。
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在医疗装配过程中，焊接占有很大的比重。有一种工艺叫焊接工艺，就是把冲压件焊接起来形成一个医疗体，很多零件也是焊接在一起的。在医疗制造中，专用自动焊机和弧焊机器人工作站应用广泛，焊接方法有点焊、钎焊、激光焊接等。其中激光焊接是最先进的，在一些车辆上已经得到了广泛的应用，所以这种车辆的车身强度比较高。
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5.粉末冶金粉末冶金是将金属粉末，或金属与非金属粉末的混合物，通过成型和烧结，凝固成具有一定形状的金属制品的技术。其产品统称为粉末冶金零件或烧结零件。随着医疗零件的高强度、高精度和低成本，越来越多的粉末冶金零件被用于医疗，如医疗发动机的气门座、皮带轮、粉末冶金链轮和连杆等。
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6.非金属材料成型工艺:医疗中有大量的橡胶、塑料、陶瓷等复合材料，如保险杠、车门内衬、工作台、密封条、油箱等。它们是如何制造和成型的？这涉及到非金属材料的成型工艺。一般来说，有注射成型、压缩成型、注射成型、挤出成型、中空吹塑成型、热成型压延成型、浇铸成型、玻璃纤维热固性塑料低压成型、旋转成型(旋转成型)、发泡成型、快速成型等方式。
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这样处理的医用零件可以直接装车使用吗？其实不是的。这样得到的零件只能称为医用零件毛坯，并不是真正的零件。表面还是很粗糙，尺寸精度达不到要求。一些医用零件的尺寸精度甚至以微米来衡量，如活塞、曲轴、连杆等。此外，切割、钻孔、切割电线等。因此有必要进一步加工它们以获得足够的精度和表面粗糙度。医用零件是通过车削、刨削、铣削、钻孔、镗孔、磨削等加工而成的。整个加工过程也非常精密，零件可以加工到要求的尺寸精度。
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除了机械加工方法外，还有一些零件，由于其高硬度、高强度、高脆性或高熔点等特点，很难用普通机械加工，如硬质合金、钛合金、淬火工具钢、玻璃、陶瓷等。还有一些表面形状非常复杂的零件，很难通过进一步的机械加工进行精密加工。在这种情况下，就需要一些特殊的处理方法，称为特殊处理。常用的方法包括电火花加工、电化学加工、超声波加工、离子束加工、电子束加工、激光加工等。另外，发动机气缸内壁经激光处理后，可以获得更高的硬度，延长发动机的使用寿命。
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机械加工完成后，医疗零件需要经过最后一个阶段，也就是热处理。所谓热处理，就是对固态金属进行再加热、保温或冷却，以改变其组织结构，满足使用或加工要求的一种生产方法。它不改变金属的化学成分，而是改变工件内部的显微组织或工件表面的化学成分来赋予或改善工件的使用性能。包括四个基本过程:退火、正火、淬火和回火。此外，还有一些零件需要进行表面热处理、调质热处理或化学处理，如齿轮表面渗碳、曲轴表面渗氮等，既要使零件表面有足够的硬度，又要使零件心部有足够的韧性。但这样的曲轴是不允许磨削修复的，否则会很快断裂。
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南京CNC制造的产品包括医疗手术中使用的各种手术器械，如套管针(皮肤穿刺器)、骨钻、锯等。使用CNC加工时，零件通常用3至5轴铣削或用可移动刀具CNC车床车削。用于制造医疗部件的最常见的机器类型包括CNC铣床、车床、钻床和计算机化铣床。可靠性和高质量是医疗零件加工的重中之重，因此医疗器械行业对专业精密工具提出了新的要求。难加工的材料、复杂的工件形状和频繁的CNC小批量生产对加工专业医疗设备所用的刀具提出了很高的要求。主要表现在:
1.南京对CNC机床的要求更高。
瑞士自动车床、多轴机床、旋转工作台等先进的医疗设备，与通常的加工中心、车床完全不同。它们的尺寸非常小，结构非常紧凑。要符合这个要求，刀具的结构也需要有特殊的设计，要求刀具的尺寸要小，同时要保证刀具的刚性。
2.南京对CNC加工效率要求很高。
对于医疗器械来说，最重要的是加工效率，也就是加工节奏。要求能够在最短的时间内更换刀片。
3.从工件本身来说，它与其他机械零件有很大的不同；植入人体的医疗器械首先要表现出非常好的光洁度，非常高的精度，不能有偏差，这就要求刀片结构的设计和刀片涂层的设计必须满足很高的加工要求。
4、南京CNC加工要求:
微米级的公差在医疗行业非常普遍，选择合适的工具需要敏锐的洞察力和丰富的经验。一方面，即使在钻小孔时，也需要使用润滑剂来减少摩擦，可靠地散热和处理刀刃处的细小铁屑；另一方面，在生产尖端医疗器械(无毛刺)时，需要使用锋利光滑的切割工具来获得高质量的表面。
原文链接：南京CNC加工//cultureveloales.com/cn/info_15.aspx?itemid=625
