到2026年,隨著全球老齡人口持續增長,髖關節骨科手術的數量預計將以每年5%的速度增長。手術所用器械和組件的需求量也隨之增長。為此,ANCA聯合砂輪制造商Tyrolit,共同開發了針對股骨球磨削的工藝。新工藝基于市場領先的MX7 Linear磨床,使用專業的機械控制和應用技術,能夠生產質量和一致性都非常出色的股骨球產品。

圖 1:包括股骨球的骨科髖關節植入物

醫療行業的客戶和市場非常重視產品的質量和一致性。對于永久性植入人體的骨科植入物來說,更是如此。客戶需要絕對信任所使用的產品,而這就需要對制造工藝有絕對的信心。

髖關節植入物中的股骨球要有較高的性能,圓度、尺寸和表面光潔度的一致性都是關鍵的質量標準。為了實現這一目標,ANCA在其MX7 Linear磨床上開發了新的工藝,包含了磨削、研磨和最終拋光一系列工序,得到了表面光潔度小于0.01μm Ra,零件圓度小于3μm的股骨球。

圖2:成品球的表面光潔度測量值<0.01 μm Ra

第一步是將初始零件精確磨削到合適尺寸。這一步使用電鍍CBN砂輪進行磨削,去除零件上的余料。精確磨削放寬了對棒料零件的公差要求,把上游工藝變的更加容易。

接下來是一系列精細研磨工序,可逐步改善球體的表面光潔度。這里ANCA 應用工程師和砂輪制造商 Tyrolit 合作開發了新的技術,能生產出質量穩定的股骨球。

Tyrolit 砂輪是股骨球生產的專用砂輪,但存在生產過程中磨損嚴重的問題。ANCA設計和生產了磨床上的LinX 直線電機、控制機械運動和砂輪運動的CNC和伺服驅動系統,在處理砂輪磨損這一問題上也有自己的優勢。ANCA系統工程師專門開發了一種全新的控制算法。操作員能對研磨砂輪施加在股骨球上的力進行編程。有了這個可編程的力,砂輪在有磨損的情況下仍能以恒定的速度進行磨削。研磨使用的三種不同的 Tyrolit 砂輪都可以用各自不同的磨削力參數進行編程,以實現鏡面光潔度和一致的零件尺寸公差要求。

圖3:股骨球研磨操作

此外,ANCA還開發了砂輪自動測量功能,無論砂輪在上一次研磨操作后磨損了多少,都確保每次研磨操作從正確的進給位置開始。確保了質量的一致性。

最后一步是拋光操作,要在球的作用面做出鏡面級光潔度。這一步驟對于減少產品機械摩擦和磨損至關重要。

圖 4:MX7 Linear 股骨球拋光過程前后對比

事實證明ANCA的MX7 Linear是股骨球磨削的理想磨床。它的六砂輪組更換器能讓磨削、研磨和拋光操作在一次設置中完成。此外,用于股骨球生產的配件可以很容易地切換生產其他刀具。因此,用戶可以輕松地將磨床用于其他研磨應用,將股骨球生產作為市場和商業模式的補充,而無需單獨購買專用機器。MX7 Linear是外科旋轉刀具、鉆頭和鉸刀以及股骨髖部銼刀生產的理想磨床。這樣,一臺磨床就能實現所有應用,大幅提高您在醫療整形外科市場的占有率。

ANCA是市場領先的CNC磨床制造商。它成立于1974年,總部位于澳大利亞墨爾本。ANCA在英國,德國,中國,泰國,印度,日本,巴西和美國設有分支業務機構,并在全球范圍內建立了全面的銷售代表和代理商網絡。ANCA CNC磨床用于制造精密切削刀具和零件,應用于包括刀具制造,汽車,航空航天,電子和醫療器械。