China Precisie CNC-bewerking Titaniumlegering Fractuur Fixatieplaat Medische Implantaat Productie Casestudy

Als precisie bewerkingstechnicus deel ik onze recente bewerkingscasus van titaniumlegering fractuurfixatieplaten. Deze batch producten is ontworpen voor maxillofaciale fractuurfixatiechirurgie, die extreem hoge precisie-eisen en strikte biocompatibiliteitsnormen vereist. Door middel van 5-assige CNC-bewerkingscentra hebben we eenmalige vormbewerking van complexe gebogen oppervlakken bereikt, wat betrouwbare oplossingen biedt voor de productie van medische implantaten.

De titaniumlegering fractuurfixatieplaten die deze keer zijn bewerkt, worden gebruikt voor de reparatie van mandibulaire comminutieve fracturen, met de volgende specifieke eisen:

• Materiaalspecificaties: TC4 titaniumlegering (Ti6Al4V) conform GB/T13810 en ISO5832-3 normen, vereist complete materiaalcertificaten
• Afmetingseigenschappen: Plaatlengte 8,5 cm, breedte 1,2 cm, dikte 0,3 cm, met 12 schroefgaten met een gatafstandtolerantie gecontroleerd binnen ±0,05 mm
• Oppervlakte-eisen: Oppervlakteruwheid Ra≤0,8μm, zonder gereedschapssporen of bramen, randafschuining onder 0,1 mm
• Speciale eisen: Moet perfect passen bij de anatomische curve van de kaak van de patiënt met een fout van minder dan 0,1 mm
• Levertijd: Compleet van ontvangst van het CAD-model tot levering van het eindproduct binnen 72 uur

Op basis van de kenmerken en eisen van het onderdeel hebben we de volgende bewerkingsoplossing ontwikkeld:

Procesrouteplanning:

• Gebruik JDGR400T 5-assig hogesnelheidsbewerkingscentrum om alle processen in één opstelling te voltooien
• Pas een "ruw-semi-afwerking-afwerking" driefasenstrategie toe, met een reservering van 0,15 mm afwerkingsmarge
• Selecteer speciale gereedschappen voor titaniumlegeringseigenschappen: φ6 mm vierkantfrezer voor ruwbewerking, φ2 mm kogelkopfrees voor afwerking

Armatuurontwerp:

• Ontwerp speciale vacuümarmaturen om vervorming van dunwandige onderdelen tijdens de bewerking te voorkomen
• Pas een modulair positioneringssysteem toe dat snelle omstelling tijdens batchproductie ondersteunt

Parameteroptimalisatie:

• Spindelsnelheid: 8000 tpm voor ruwbewerking, 12000 tpm voor afwerking
• Voedingssnelheid: 1500 mm/min voor ruwbewerking, 800 mm/min voor afwerking
• Snijdiepte: 0,3 mm voor ruwbewerking, 0,05 mm voor afwerking

Kwaliteitscontrolepunten:

• Online meetsysteem real-time monitoring van kritische afmetingen
• Volledige inspectie van elk product met CMM
• 100% inspectie met oppervlakteruwheidsmeter

Tijdens de bewerkingsuitvoering hebben we strikte kwaliteitscontrolemaatregelen geïmplementeerd:

Bewerkingsprocesbewaking:

• Gebruik precisiegereedschapsinstelapparaat om nauwkeurige gereedschapslengte- en diametercompensatie te garanderen
• Real-time monitoring van veranderingen in snijkracht om overmatige gereedschapsslijtage te voorkomen
• Gebruik speciale titaniumlegering snijvloeistof tijdens de bewerking, waarbij de temperatuur wordt geregeld op 25±5°C

Kwaliteitsinspectieproces:

• Eerste-stuk uitgebreide inspectie: Gebruik CMM om alle gatposities en contourafmetingen te inspecteren
• Patrouille-inspectiefrequentie: Steekproefsgewijze controle van belangrijke afmetingen om de 5 bewerkte stukken
• Eindinspectiestandaard: 100% inspectie volgens de implantatiestandaarden voor medische hulpmiddelen

Probleemoplossingsverslag:

• Ontdekte lichte trillingssporen op het oppervlak van het 3e stuk: Opgelost door de spindelsnelheid aan te passen van 12000 tpm naar 10000 tpm en de voedingssnelheid te verhogen naar 1000 mm/min
• Afwijking van de loodrechtheid van het schroefgat: Geoptimaliseerd boorproces, met behulp van de pikboor methode voltooid in drie stappen

Documentatie:

• Volledige registraties van bewerkingsparameters en inspectiegegevens voor elk product
• Lever volledige set documenten, inclusief materiaalcertificaten, bewerkingsprocesrapporten, inspectierapporten

Deze bewerkingstaak heeft aanzienlijke resultaten behaald:

Resultaten van bewerkingsgegevens:

• Afmetingspasseringspercentage: 100% (alle 12 producten voldoen aan de tekeningvereisten)
• Oppervlakteruwheid: Behaalde Ra0,6-0,7μm, beter dan de klanteis van Ra0,8μm
• Levertijd: Voltooid 8 uur eerder dan gepland, werkelijke bewerkingscyclus 64 uur

Klantfeedback:

• Chirurgisch team meldde perfecte pasvorm tussen de fixatieplaat en de kaak van de patiënt, geen intraoperatieve aanpassing nodig
• Artsen waardeerden met name de nauwkeurigheid van de schroefgaten, waardoor de richtingsnauwkeurigheid van de schroefimplantatie werd gewaarborgd
• Consistentie binnen de batch erkend, afmetingsvariatie tussen 12 producten minder dan 0,02 mm

Continue verbetering:

• Op basis van deze ervaring, geoptimaliseerde bewerkingsparametertemplates voor dunwandige onderdelen van titaniumlegering
• Verbeterd vacuümarmatuurontwerp, waardoor de insteltijd met 30% werd verkort

Door deze casus hebben we de voordelen van 5-assige CNC-bewerkingscentra in de productie van medische implantaten geverifieerd. Belangrijke succesfactoren voor het bewerken van titaniumlegering fractuurfixatieplaten zijn:

• Procesoptimalisatie: Redelijke gereedschapsselectie en snijparameters die overeenkomen met de kenmerken van titaniumlegering
• Armatuurinnovatie: Speciale vacuümarmaturen die stabiliteit garanderen bij de bewerking van dunwandige onderdelen
• Kwaliteitscontrole: Monitoring van het hele proces dat afmetingsnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit garandeert
• Teamsamenwerking: Nauwe coördinatie tussen programmering, bediening en kwaliteitsinspectie links

Deze precisie bewerkingscapaciteit is met name geschikt voor gepersonaliseerde medische implantaten productie, waardoor snelle productie van bijpassende fixatieplaten op basis van CT-gegevens van de patiënt mogelijk is. In de toekomst zullen we 3D-printen en CNC-bewerkings technologieën verder integreren om meer uitgebreide productieoplossingen te bieden voor de medische sector.