Как обработка с ЧПУ меняет медицинскую промышленность

Jun 24, 2023

Гордон Стайлз | 11 августа 2022 г.

Продукты, устройства и аксессуары, используемые в медицине, становятся все более сложными по мере появления новых технологий, улучшающих здоровье человека и результаты лечения пациентов. Эта продукция встречается повсюду: от хирургических отделений до реабилитационных центров, от городских поликлиник до семейной аптечки.

Независимо от типа продукта, все они имеют некоторые общие черты.

Обработка с ЧПУ — идеальное производственное решение, отвечающее всем этим и многим другим критериям.

Развитие технологий станков с ЧПУ обусловлено требованиями рынка. Сложные конструкции для приложений нового поколения требуют более высокого уровня точности и повторяемости. Это, в свою очередь, расширяет границы того, что физически возможно в конструкции инструментов.

Производители станков всегда ищут способы оптимизации производительности за счет контроля вибрации, увеличения скорости станков, снижения затрат на техническое обслуживание и предоставления гибких платформ обработки, которые могут выполнять несколько сложных задач за одну настройку станка.

Есть три передовых технических решения, которые могут помочь во всех этих областях.

Многоосные станки с ЧПУ перемещаются по нескольким независимым осям. Для этого в большинстве машин используется реечная направляющая или линейный винт и система возвратно-поступательного шарикового привода. Оба типа подвержены трению и износу и имеют ограничения как по точности, так и по скорости.

Но системы линейного привода работают во многом подобно поезду на магнитной подвеске. Электрический ток, взаимодействуя с мощными магнитами, отрывает каретку от направляющей и одновременно приводит ее в движение. Это означает отсутствие трения, износа и обслуживания. А системы линейного привода движутся намного быстрее, с гораздо более высокой степенью точности и аккуратности.

Еще одним инновационным решением привода, также откалиброванным для снижения трения, является гидростатическая направляющая. В них используются точно отшлифованные направляющие, покрытые тонкой пленкой масла. Масло непрерывно перекачивается в каретку и из нее, и эта каретка удерживает заготовку. Флотация масла подавляет вибрацию и устраняет трение, тем самым обеспечивая превосходное качество поверхности детали.

Накопление тепла всегда является проблемой при обработке на грани производительности. Это связано с тем, что естественное расширение всех материалов при нагревании определенно выведет допуски из-под контроля — если только это тепло не контролируется с помощью очень серьезного центрального охлаждения. Кроме того, умные производители придумали, как рассчитать скорость расширения всех критически важных компонентов в своей системе, а затем соответствующим образом противодействовать этим движениям.

Более совершенные станки позволяют производить более совершенную продукцию, и это, безусловно, не является исключением, когда речь идет о медицинских приборах.

Не существует другого процесса массового производства, который был бы настолько надежным, точным, масштабируемым, экономически эффективным и легко настраиваемым. Давайте подробнее рассмотрим, как обработка с ЧПУ может быть использована для улучшения разработки медицинских устройств в определенных ключевых областях.

Каждый новый продукт начинается с прототипа. Это так же верно для медицинских технологий, как и для любой другой отрасли. Использование станков с ЧПУ для медицинских прототипов имеет несколько преимуществ.

Во-первых, это быстро. После утверждения проекта готовую деталь можно запрограммировать и обработать всего за один день. Это позволяет инженерам-разработчикам сразу приступить к тестированию на соответствие и функциональность — важнейшим этапам процесса прототипирования.

Физические прототипы помогают выявить любые потенциальные недостатки конструкции или области, которые можно улучшить, а если необходимо внести незначительные изменения, то это небольшая попытка соответствующим образом изменить программу машины.

После того, как конструкция разработана, любой правильно функционирующий фрезерный или токарный станок с ЧПУ может изготавливать дубликаты деталей в любом объеме с минимальными отклонениями в допуске от детали к детали, обычно 5 микрон или меньше. В предыдущую эпоху достижение такой степени точности с помощью станка с ручным управлением требовало навыков мастера-механика в контролируемых условиях, и это было бы намного медленнее и намного дороже.