精密數(shù)控線切割機在科研行業(yè)的應(yīng)用加工

 醫(yī)療行業(yè)的微型化和精密化潮流推動著技術(shù)向前發(fā)展。

一方面采用高精密的和相應(yīng)的外圍設(shè)施使得標準型線切割機床仍能不斷滿足醫(yī)療行業(yè)的需求

另一方面通過加工技術(shù)可以找到一種把部件誤差限制在幾個微米范圍之內(nèi)的加工工藝。

當今醫(yī)療行業(yè)頗具成長性僅在德國市場就已經(jīng)有大約16000家企業(yè)為醫(yī)療行業(yè)市場制造大約10000種產(chǎn)品且增長量急劇上升。 特別是微型化的趨勢在向前發(fā)展。人們總在追求生產(chǎn)工藝的簡單化并探尋一種安全的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝。對此微型加工工藝得到人們的青睞。在這里放電加工技術(shù)便是一種合適的工藝例如線切割圖1。

圖1在對小型和極小型部件諸如用于醫(yī)療行業(yè)的部件加工時 微型加工越來越得到人們的青睞。其中一種比較可靠的加工工藝便是線切割。

圖1在對小型和極小型部件諸如用于醫(yī)療行業(yè)的部件加工時 微型加工越來越得到人們的青睞。其中一種比較可靠的加工工藝便是線切割 只有0.001mm的公差并不稀罕 采用超精密的夾具、高精密的轉(zhuǎn)臺和旋轉(zhuǎn)軸有助于滿足該行業(yè)對產(chǎn)品精度的要求并生產(chǎn)出*質(zhì)量的人工關(guān)節(jié)、牙、微型泵等移植部件和臨床器械、腦部治療用針和*等產(chǎn)品。在此類產(chǎn)品中很多產(chǎn)品的公差范圍只有0.001mm這種情況并不少見。 *的精度是一個方面而經(jīng)濟效益則又是另一個方面。設(shè)計人員與醫(yī)療行業(yè)企業(yè)及研究機構(gòu)合作連續(xù)研發(fā)出多種夾具裝置和多重夾持系統(tǒng)符合經(jīng)濟性良好的線切割加工和醫(yī)療部件的銑削要求。有待加工的部件往往都是一些復(fù)雜和敏感的部件對于這些部件無法采用標準型夾具圖2。

圖2醫(yī)療部件往往都具有復(fù)雜的輪廓對此標準型夾具無法匹配。 個性化的夾具和多重夾持系統(tǒng)可以提供幫助。 在機床作業(yè)之外的同步夾持與預(yù)調(diào)節(jié)工作和復(fù)合加工都可以顯著降低制造成本。與此同時應(yīng)用在電火花加工和線切割以及HSC銑削或水切割場合的標準型夾持系統(tǒng)積累的經(jīng)驗可以提供很大的幫助。由于此類加工方案可以實現(xiàn)自動化因此人們?nèi)匀环浅？粗剡@些加工工藝。 線切割機屬于精度zui高的加工設(shè)備之一很多*企業(yè)都結(jié)合使用線切割機和A軸來制造諸如移植關(guān)節(jié)等一類產(chǎn)品。加工件依靠夾具或托盤系統(tǒng)進行夾持。A軸作為第六軸接受線切割機的同步控制圖3。在部件的外形輪廓方面可以滿足各種各樣的需求。

圖3線切割機配以A軸可以達到車削和線切割功能的結(jié)合。 A軸可以裝備氣動卡盤由此可以實現(xiàn)自動加工過程 直接式測量系統(tǒng)控制軸的旋轉(zhuǎn) 為了達到醫(yī)療行業(yè)對加工精度的要求所有A軸均配備一種直接測量系統(tǒng)從而使部件的精度達到±2.5的范圍。為了闡明這種精度等級下面就以一個應(yīng)用實例來具體說明如果工件的直徑為180mm其指數(shù)化的zui大誤差為±0.001mm。A軸可以裝配氣動卡盤這樣加工過程即可實現(xiàn)自動化。

結(jié)合使用線切割機和一個附加的旋轉(zhuǎn)軸可以開辟出加工各式各樣的旋轉(zhuǎn)對稱部件的新天地。待加工的毛坯件放置在旋轉(zhuǎn)軸上在zui大轉(zhuǎn)速達到1500r/min時通過線切割機上的鋼絲可以在旋轉(zhuǎn)的工件上做出任意的外形輪廓。這種工藝的長處在于工藝安全部件表面質(zhì)量高即便是精細產(chǎn)品也不例外。這是因為在采用這種加工工藝時不會產(chǎn)生諸如圓磨時可產(chǎn)生的側(cè)向加工壓力。幾個毫米至幾個微米范圍內(nèi)的特定的網(wǎng)狀物、尖狀物、圓盤或球狀物均可達到很高的表面質(zhì)量。

圖4一種針對圓形工件的已獲的夾持系統(tǒng)可以實現(xiàn)對同心度和擺動量的近乎*的校準 為了達到這種效果除了軸的同心精度之外一種針對圓形工件的已獲的夾持系統(tǒng)可以實現(xiàn)同心度和擺動量近似為零的調(diào)整圖4。在醫(yī)療裝備行業(yè)中線切割工藝的典型應(yīng)用實例便是對腦部手術(shù)針、*部件、靜脈擴張器械和活體解剖器械以及微型壓鑄型芯和推射器頂桿等產(chǎn)品的加工。通過對車削和線切割功能的結(jié)合應(yīng)用工件更換也可以實現(xiàn)自動化。

圖5用于線切割的組合型旋轉(zhuǎn)和定位心軸并不比一根火柴大多少 線切割技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展是一種組合型的旋轉(zhuǎn)和定位心軸。它不僅可以實現(xiàn)線切割在一次夾持中還可以實現(xiàn)平面的切割圖5。由此可以提高生產(chǎn)的經(jīng)濟性。