8 тактик, которые необходимо знать для прецизионной медицинской обработки

Узнайте о предпочтительных методах работы с медицинскими сплавами из титана, кобальта, хрома и нержавеющей стали на основе никеля.

Костные винты, фиксирующие пластины, тазобедренные и коленные имплантаты — это лишь некоторые из сложных медицинских деталей, с которыми некоторые операторы сталкиваются каждый день. Мало того, что сложная геометрия и жесткие допуски, металлы в этих компонентах также могут заставить даже самого амбициозного машиниста пожалеть о том, что он подписался на сверхурочную работу.

К сожалению, легче не становится. Медицинские компании и их металлургические партнеры постоянно разрабатывают новые и инновационные материалы, в том числе Ti-6Al-4V ELI (со сверхнизкими междоузлиями), Phynox и MP35N, а также целый ряд запатентованных сплавов.

Большинство этих материалов относятся к категории жаропрочных суперсплавов (HRSA). Перевод:эти металлы одинаково чувствуют себя как в позвоночнике, так и в раскаленном выхлопе газовой турбины.

Режущие инструменты быстро изнашиваются, а зазубрины на глубине линии разреза являются обычным явлением. Нарост на кромке (BUE) – это комок металла, который прилипает к верхней части инструмента и обычно откалывает режущую кромку, когда она отрывается, – также частая проблема.

Производители режущих инструментов решают задачи медицины

Хорошая новость заключается в том, что производители режущего инструмента не отстают от этих изнурительных требований. Разрабатывая смелые новые геометрии пластин, прочные марки карбида и суперсмазывающие покрытия, машинисты должны быть в состоянии укротить даже самые агрессивные металлы. Конечно, успешная обработка жаропрочных сплавов — это нечто большее, чем хороший твердый сплав.

Машинисты также должны применять надежные методы обработки и правильно запрограммированные траектории. Вот наиболее важные методы эффективного удаления металла при работе со сплавами медицинского назначения:

<сильный>1. Сохраняйте остроту и используйте PVD-покрытие для своих инструментов .

Как правило, острые инструменты с PVD-покрытием лучше всего работают со всем диапазоном медицинских суперсплавов. Не довольствуйтесь универсальными, твердосплавными сплавами или покрытиями. Поставщики режущих инструментов разработали специальные марки для каждого материала медицинского назначения, и вам следует воспользоваться ими, особенно при длительных или повторяющихся работах.

Выделите время для нескольких тестовых надрезов на любом новом материале. Пригласите своих поставщиков на место, чтобы помочь с этим, и следуйте их советам. Прежде всего, разработайте предсказуемый процесс:гораздо лучше запланировать преждевременную замену инструмента, чем ждать, пока он сломается, повредит заготовку, повредит станок или навредит оператору.

<сильный>2. Будьте агрессивны со скоростью резания и подачей, чтобы уменьшить нарост на кромке .

Когда пластины служат не так долго, как хотелось бы, многие из нас склонны снижать скорость резания или уменьшать скорость подачи. Это может быть полной противоположностью тому, что нужно.

Как правило, поставщики режущего инструмента рекомендуют агрессивный подход, когда операции обработки идут плохо. Это связано с тем, что более сильное нажатие на инструмент часто улучшает образование стружки, а более высокие скорости вращения шпинделя нагревают рез, уменьшая BUE.

<сильный>3. Избегайте глубокой резки с помощью такой тактики, как трохоидальное фрезерование.

Небольшая глубина резания при более высоких скоростях подачи, как правило, более эффективна, чем традиционные подходы к удалению металла с «захватом».

Предпочтительны трохоидальные траектории с зацеплением на всю длину (ось Z). По возможности дуга входит и выходит из разреза. Не прячьте инструмент в углу. Вы узнаете, что есть проблема, потому что машина будет стонать от беды.

Запрограммируйте радиус немного больше, чем у инструмента, и вернитесь с меньшим инструментом, чтобы выделить углы. Обязательно уберите чипсы с дороги. Если вы слышите хруст при повторной резке, пора проверить инструмент на наличие сколов или поломок.

<сильный>4. Оставайтесь верными (и строгими) с настройкой для медицинских приложений .

Жесткие установки всегда не вызывают затруднений, но вдвойне важны для сложных материалов. Избегайте биения инструмента, отказавшись от цанговых держателей и держателей с боковым замком в пользу термоусадочных или гидравлических.

Держите инструменты как можно короче и подумайте о замене механических тисков и патронов их гидравлическими аналогами. Слегка сузьте кулачки патрона и используйте остроконечные тиски для увеличения захвата. (Даже малейшее движение при захвате блока кобальт-хрома или титана может привести к плохому разрезу.)

Помните, что держатели инструментов следует заменять каждые несколько лет и чаще при интенсивном использовании.

<сильный>5. Будьте уверены в своем угле опережения.

Большинство инструментов с PVD-покрытием и прецизионной шлифовкой имеют остро заточенные режущие кромки. Отлично, но положительный угол в плане также является преимуществом, например, неиспользованная сторона 80-градусного алмаза или круглая пластина, если это возможно. Это уменьшит глубину резания, но часто вынуждает вас возвращаться назад с помощью инструмента, способного обрабатывать угловой квадрат. Тем не менее, оно того стоит, особенно при точении сверхпрочного никелевого сплава или титана «тройной пятерки».

<сильный>6. Сохраняйте спокойствие и поддерживайте охлаждающие жидкости для резки.

Печальный факт, но некоторые магазины пренебрегают своими смазочно-охлаждающими жидкостями. Вам может сойти с рук это при резке алюминия или низкоуглеродистой стали (хотя даже в этом случае это не рекомендуется). При работе с металлами с высоким содержанием хрома, никеля или кобальта усталость СОЖ приводит к сокращению срока службы инструмента и непредсказуемым результатам.

Каждый станок с ЧПУ должен быть оснащен скиммером для удаления остаточных масел. Следует регулярно проверять охлаждающие жидкости для резки на предмет надлежащей концентрации и уровня pH.

Если в вашем магазине нет отсоса для отстойников, пришло время присмотреться к нему. Это не только сократит время простоя, связанное с очисткой отстойника, но и снизит затраты на переработку. Также рассмотрите дополнительные инвестиции:смазочно-охлаждающая жидкость высокого давления и фильтрация. Все работает лучше с охлаждающей жидкостью под высоким давлением.

<сильный>7. Посмотрите на альтернативы использованию твердосплавных пластин с покрытием .

Если вы боретесь с твердосплавным покрытием, возможно, пришло время «раздеться». Пластины без покрытия часто дают лучшие результаты при использовании суперсплавов, особенно при чистовой обработке.

Также попробуйте керамику. Многие из этих пластин имеют усиленные «усы» из карбида кремния и обеспечивают скорость резания в 10 раз выше, чем у карбида. Всегда запускайте их всухую и никогда не используйте керамику с титаном, так как они вступают в химическую реакцию.

<сильный>8. Поделитесь своим передовым опытом в области суперсплавов.

Ведите хорошие записи о том, что работает, а что нет, и делитесь своими знаниями с коллегами. Прецизионная медицинская обработка — важная работа, и мастерские, которые преуспели в этом, могут легко справиться с не менее сложной работой в аэрокосмической отрасли.

Признавайтесь:облегчаете ли вы работу с инструментами, когда вставка служит не так долго, как хотелось бы? Поделитесь своим опытом.