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運籌帷幄——髖關節植入物磨削

2022-3-7 來源（yuán）：ANCA 作者：-

到（dào） 2026 年，隨著全球（qiú）老（lǎo）齡人口持續增長，髖關節骨科（kē）手術的數量預計將以每年 5%的速度增（zēng）長。手術所用器械和組件的需求量也（yě）隨之增長（zhǎng）。為此，ANCA聯合砂輪製造商Tyrolit，共同開（kāi）發了針對股（gǔ）骨球磨削的工藝。新工藝基於市（shì）場領先的MX7 Linear磨床，使用（yòng）專業的機械控製和應（yīng）用技術（shù），能夠生產質量和一致性都非常出（chū）色的（de）股骨球產品。

圖 1：包（bāo）括（kuò）股骨球的（de）骨科髖關節植入物

醫療（liáo）行業的客戶和市場非（fēi）常重視產品的質量和一致性。對於永久性植入人（rén）體的骨科植入物來（lái）說，更是（shì）如此。客戶需要絕對（duì）信任所使用的產品（pǐn），而這就需要（yào）對製造工藝有絕對的信（xìn）心。

髖關節植入物中的股骨球要有較高的性能，圓度、尺寸和表麵光潔度的一致性都是關鍵的質量標準。為（wéi）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（mó）削（xuē）、研磨和最（zuì）終拋（pāo）光一係列工（gōng）序，得到了表麵（miàn）光潔度小於 0.01µm Ra，零件圓度小於 3µm的股骨球。

圖 2：成品球（qiú）的表麵光潔度測量值<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（mó）削（xuē），去除零件上的餘料。精確磨削放寬了對棒料零件的公差要求，把上（shàng）遊工藝（yì）變的更加容易。

接下來是一係列精細研磨工序，可（kě）逐步改善（shàn）球體的表麵（miàn）光潔度。這裏ANCA 應用工程師（shī）和砂輪製造商Tyrolit 合作開發了新的技（jì）術，能（néng）生產出質（zhì）量（liàng）穩定的（de）股骨球。

Tyrolit 砂輪是股骨球生（shēng）產的專用砂輪，但存（cún）在生產過程中磨損嚴（yán）重（chóng）的問題。ANCA設計和生（shēng）產了磨床上的LinX 直（zhí）線電機、控製機械運動和砂輪運動的CNC和伺服驅動係統，在處理砂輪磨損這（zhè）一問題上也有自（zì）己的優勢。ANCA係統工程師專門開發了一種全新的控製算法。操作員能對研磨砂（shā）輪施加在股骨球（qiú）上（shàng）的力進（jìn）行編程。有（yǒu）了這個可編程的力，砂輪（lún）在有磨損的情況下仍能以恒定的速度進行磨（mó）削。研磨使（shǐ）用的三種不同（tóng）的 Tyrolit 砂輪都可以用各自不同的磨削（xuē）力（lì）參數進行編（biān）程，以實現鏡麵光潔度和一致的零件尺（chǐ）寸公差要求。

圖（tú） 3：股骨球（qiú）研（yán）磨操作

此外（wài），ANCA還開發（fā）了砂輪自動測量功（gōng）能，無論砂輪在上一次（cì）研磨操（cāo）作後磨損了多（duō）少，都確保每次研磨操作從正確（què）的進給位置開始。確（què）保了質量的一致性。

最後一步是拋光操作，要在球的作用麵做出鏡麵級光潔度。這一步（bù）驟對於減（jiǎn）少產品機（jī）械摩（mó）擦和磨損至關（guān）重要。

圖 4：MX7 Linear 股骨球拋光過程前（qián）後對比

事實證明ANCA的MX7 Linear是股骨球磨削的理想磨床（chuáng）。它的六砂（shā）輪（lún）組更換器能讓磨削（xuē）、研磨和拋光（guāng）操作在一（yī）次設置中完成。此外，用於股骨球生產的配件可以很容易地（dì）切換生產其他刀具。因此，用戶可以輕鬆（sōng）地將磨床用於其他研磨應用，將股骨（gǔ）球生產（chǎn）作為市場和（hé）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、鑽頭和鉸刀以及股骨髖部（bù）銼刀生（shēng）產的（de）理想磨床。這樣，一台磨床就能實現所有應用，大幅提高（gāo）您在醫療整形外科市場的占有率。

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