2020-2022年的疫情，悄悄重塑了人們對(duì)于生命質(zhì)量的理解，也讓全球更加關(guān)注醫(yī)療行業(yè)，特別是對(duì)醫(yī)療植入物(如人工關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)置換物等)的精度和準(zhǔn)確度要求更加嚴(yán)苛。這無(wú)疑給機(jī)械制造領(lǐng)域的精密加工帶來(lái)了更多挑戰(zhàn)：
——材料特殊性：醫(yī)療植入物多由生物相容性材料制成，屬于難加工材料。
——行業(yè)嚴(yán)苛性：加工過(guò)程的輕微誤差，都會(huì)對(duì)生命質(zhì)量造成重要影響。因此，醫(yī)療行業(yè)對(duì)醫(yī)療植入物可靠性、輕量化和相容性要求越來(lái)越嚴(yán)格。
01 剖析加工難點(diǎn)，量身定制解決方案
面對(duì)挑戰(zhàn)，如何搶占先機(jī)？
如何變挑戰(zhàn)為機(jī)遇，提升高精密加工水平？
如上圖所示，人工髖關(guān)節(jié)假體主要由髖臼、內(nèi)襯、股骨頭和股骨柄組成。它仿照人體髖關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)，將假體柄部插入股骨髓腔內(nèi)，利用頭部與關(guān)節(jié)臼或假體金屬杯形成旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)股骨的曲伸和運(yùn)動(dòng)。其中，股骨頭材料通常分為金屬合金和陶瓷兩大類。
下面我們就來(lái)說(shuō)說(shuō)陶瓷股骨頭的特點(diǎn)：
1. 其材質(zhì)為氧化鋁或氧化鋯，普通砂輪很難對(duì)其進(jìn)行磨削加工。
2. 高的球面圓度要求，磨削機(jī)床需要具備球面磨削功能且精度高。
3. 內(nèi)錐面與小端面有過(guò)渡圓弧要求，因此磨削機(jī)床需要具備多軸聯(lián)動(dòng)圓弧加工功能。
4. 采用超硬金剛石砂輪進(jìn)行加工，因此磨削機(jī)床要具備金剛石砂輪修整技術(shù)。
正是由于陶瓷股骨頭本身的特殊性，對(duì)磨削加工提出了更為嚴(yán)格的要求。以高精度和高品質(zhì)著稱的STUDER，在內(nèi)外圓磨削領(lǐng)域深耕多年，對(duì)于醫(yī)療領(lǐng)域髖關(guān)節(jié)陶瓷股骨頭的磨削加工，有著成熟的高精度磨削解決方案，STUDER也一直是世界有名醫(yī)療領(lǐng)域髖關(guān)節(jié)陶瓷股骨頭制造商等行業(yè)客戶值得信賴的合作伙伴。STUDER磨床更以高精度、多功能、通用性強(qiáng)、穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，為其陶瓷產(chǎn)品磨削提供技術(shù)保障。
02 面對(duì)嚴(yán)苛加工要求，不斷打磨解決方案
外表酷似燈泡的陶瓷股骨頭，
怎樣才能更好地使生命重新煥發(fā)活力呢？
為滿足陶瓷股骨頭高精度加工需求，STUDER家族中的內(nèi)圓圓弧磨削機(jī)床S131R，以協(xié)調(diào)的高精度和高生產(chǎn)力基因，成為理想之選。
S131R集革命性的StuderGuide?導(dǎo)軌系統(tǒng)、直線電機(jī)高精度軸驅(qū)動(dòng)、全自動(dòng)直接驅(qū)動(dòng)B軸等技術(shù)特性于一體，尤其適合磨削硬質(zhì)合金、陶瓷和寶石等堅(jiān)硬的復(fù)雜工件。它的穩(wěn)定性和剛性，能夠使所磨削的直徑、圓錐和圓弧(采用通過(guò)B軸和X/Z軸插補(bǔ)聯(lián)動(dòng)的磨削工藝)達(dá)到拋光表面品質(zhì)。這些穩(wěn)定優(yōu)異的表現(xiàn)，為陶瓷股骨頭加工提供了質(zhì)量保障。
它的修整主軸可以安裝特殊的修整工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)特殊的超硬砂輪進(jìn)行修整的需求。其磨削主軸也可根據(jù)不同的工藝需求，選配不同轉(zhuǎn)速的電主軸。這一點(diǎn)，很好滿足了陶瓷股骨頭加工中，對(duì)于砂輪修整的需求。
S131R的砂輪轉(zhuǎn)臺(tái)最多可以安裝4個(gè)砂輪主軸，根據(jù)磨削任務(wù)進(jìn)行選配。能在一次裝夾情況下，聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)加工從-60度至+90度的圓弧、錐面等各種復(fù)雜零件。這一點(diǎn)，則適配了陶瓷股骨頭加工中，對(duì)于圓度和圓弧加工的高要求。
磨床的技術(shù)參數(shù)：
它使用StuderSIM操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)是專為內(nèi)圓、圓弧、球面磨削應(yīng)用而開(kāi)發(fā)。借助StuderSIM能全面定義從圖紙產(chǎn)生的工件，并能生成磨削循環(huán)所需的所有幾何數(shù)據(jù)。這一點(diǎn)，為陶瓷股骨頭加工創(chuàng)造了一個(gè)穩(wěn)定、高效、靈活的編程環(huán)境。
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S131R在實(shí)現(xiàn)弧面磨削的同時(shí)，還具備測(cè)量功能。實(shí)踐證明，S131R不僅在醫(yī)療器械加工方面(如陶瓷或鈦合金類人工關(guān)節(jié)等)擁有強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，在采用超硬材料(如工業(yè)陶瓷、藍(lán)寶石和硬質(zhì)合金)的鐘表、模具制造、液壓零件等行業(yè)都具有廣泛應(yīng)用。
03 穩(wěn)定可靠基因，筑起生命質(zhì)量防線
STUDER這套陶瓷股骨頭磨削解決方案，
是否能達(dá)到其高精度和高質(zhì)量要求呢？
經(jīng)過(guò)磨削外錐面和端面、磨削內(nèi)錐面、磨削球面、測(cè)量的試磨過(guò)程，我們對(duì)試磨后的陶瓷股骨頭進(jìn)行測(cè)量。
結(jié)果顯示，其磨削后球面圓度1-2μm，外球面表面光潔度小于Ra0.1。磨削后形位精度能夠滿足圖紙要求，磨削結(jié)果遠(yuǎn)超客戶3μm預(yù)期。
除陶瓷股骨頭外，STUDER在人工關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)及植入物方面，也都有最新的高精度加工解決方案。
隨著生命科學(xué)以及醫(yī)療行業(yè)的快速發(fā)展，聯(lián)合磨削集團(tuán)將迎難而上，積極創(chuàng)新與突破，為守護(hù)生命質(zhì)量而不斷奔跑。
