人工關節置換技術從早期的探索（suǒ）發展到現在的相對成熟階段，已（yǐ）經曆了近百年的曆史，經過醫學界與工程製造業界的（de）不斷努力，無論是在設計理念、醫學材料，還是製造技術與檢測（cè）技術方麵都取得了極其巨大的進步，使無數的患者從中獲益。

    
　　在臨（lín）床統計數（shù）據的積累與科（kē）學分析（xī）進展的促（cù）進下，特別是製造過（guò）程中大量使用逆向建（jiàn）模、數控加工、快（kuài）速成形（xíng）、高能束（激光與電子束）加工等（děng）現代技術，使得原先很多被認為（wéi）難以（yǐ）實現的設計理念成為可能，由此人工關（guān）節（jiē）技術又麵臨（lín）著新一（yī）波的變化與進步。伴隨著這些變化（huà）與進步，亦產生（shēng）了對於加工製造技術的新的需求與期待。

   
　　（1）在近（jìn）年人（rén）工關節發展進程中各種設計理念雖然層出不（bú）窮，但有一個因素表現（xiàn）得相對穩定（dìng）且變化平（píng）緩，就是所使用的材料。人工關節屬（shǔ）於植入人體的醫療器械，且通常預期使用壽命10~20年（nián）甚至（zhì）更長，因此人們在人工關節製造材料的選（xuǎn）擇上非常謹慎。經多年的使用篩選並經行業內普遍認可的品種（zhǒng）有限，目（mù）前最常規使用的包括醫用（yòng）鈦及鈦（tài）合金、鈷合（hé）金、超高分（fèn）子量聚乙烯（生物陶瓷以及動（dòng）物源性材料（liào）較少用到機加工，本文暫不涉及（jí）），上述材料的（de）共同特點就是機加工（gōng）難度較大。例如當前用量最大的鈦及鈦合金（jīn）的機械切削性能很差，主要是熱導率（lǜ）低，較高車速（sù）切（qiē）削時大量切削熱（rè）聚集在刀具刃部加劇了刀具磨損；鈦金屬化學性質活（huó）潑，高溫下還存（cún）在著引發火情的風險；表麵（miàn）加工硬化現象嚴重，影響產品表麵粗糙度及尺寸精度；此外切屑纏繞連綿不斷也是令人十分頭痛的現象（xiàng）之一；而鈷合金（jīn）的熱硬性更是業內公認的加工難題。超高分子量聚乙烯雖（suī）然硬度與強度遠不如前述金屬材（cái）料，但（dàn）其高粘性帶來的（de）斷（duàn）屑困難，以及切削區域溫升引起局（jú）部軟化（huà）甚至融化現象，嚴重影響表麵粗糙度。

    
　　凡此種種給企業的加工生（shēng）產帶來了許多的不便與困擾。適用的刀具一直是人工關節企（qǐ）業努力（lì）尋求的目（mù）標（biāo）之一，我們期望針對上述材料專門設計的（de）刀具具（jù）有滿（mǎn）意的硬度、耐熱硬性、低磨（mó）損，同時還應具有良好的導引及斷屑功能。處理切屑（xiè）的纏繞（rào）一直是令人頭痛的事項，需要時常中斷加工停機打開（kāi）安全門以排除問題（tí）。如果機床製造廠商、軟件開發（fā）商和刀具廠商能聯手提供解決方（fāng）案，例（lì）如在機床上設置輔助處理切屑的自動裝（zhuāng）置，配合操作係統中相應的程序，再配以良好導引或斷屑功能的刀具，就有可能大大緩解使用者在這項工作上所耗費的精力與工時。

    
　　（2）隨著經濟條（tiáo）件的改善以及醫學界對手術（shù）的精確性要求不斷提高，不同患者的（de）個體（tǐ）差異對個性化和準個性化產品的訴求與（yǔ）期望越來越高，為順應此種趨勢（shì），人工（gōng）關節產品的設（shè）計亦開始（shǐ）關注並嚐試向個性化設計、快速製造靠攏。但由於受到諸如製造手段、加工周期、製造成本、安（ān）全性驗證方麵（miàn）的種種約束，普（pǔ）遍（biàn）的個性化尚無法完全滿足。作為一種替代辦法（fǎ），多品種多規格的產品由於能有（yǒu）效地（dì）接近並滿（mǎn）足各個患者關節的解剖學要求，也（yě）相（xiàng）繼被推向市場（chǎng）。

    
　　隨著多（duō）規格設計帶來的一個副作用就是在一個特定（dìng）時間段生產總量不變的情（qíng）況（kuàng）下，每個規格的產品其投產量會被（bèi）分散（sàn）減少，工序上改換品種頻繁，更換調整工裝刀（dāo）具的工作量及其占用的時間（jiān）大為增加。對於一個需（xū）要頻繁換裝產品（pǐn）的加工機床而言，其快速（sù）移動（dòng）速度、快速換刀等機床性能進步所（suǒ）帶來的速（sù）度優勢，完（wán）全（quán）被更換工裝、換刀對刀、程序調試等所耗費的大量工時所淹沒了（le）。

    
　　以人工關節製造廠家（jiā）常用的通用（yòng）數控車床以及縱切車床為例，刀（dāo）柄與刀座（zuò）之間雖然通（tōng）常（cháng）都有定（dìng）位裝置，但仍顯得精（jīng）度不夠，在（zài）產品換（huàn）裝（zhuāng）中更換了不同（tóng）類型不（bú）同（tóng）牌號的刀柄後，往往無法迅速恢複到上一次（cì）加工該產品輪次時的初始狀態。如果（guǒ）刀柄與刀座之間能設（shè）置精確（què）的定位機構，就有可（kě）能將刀具參數固定於加（jiā）工程序中，每次投產換裝時僅需提前進行機外（wài）對刀驗證以確認（rèn）刀具與刀柄間的安裝定位參數（shù）精度（dù），等到真正換裝時在刀座上快速裝卡刀柄後可直接調用（yòng）原有程序進入試切削，經檢驗（yàn）及（jí）適當刀補即可轉向正常加（jiā）工。這一（yī）設想的實現將會給小批量多品種的生產模式帶來極大的便（biàn）利。

    
    （3）作為準個性化設計的另一（yī）途徑，人工關節產品的組（zǔ）合（hé）式（shì）設計亦漸趨流行（háng），由多個零件（jiàn）組配（pèi）成一個部件，進而由多個部件（jiàn）構成（chéng）一整套關節係統。為滿足術後長期使用對產品穩定性的要求，組件間的（de）局部配合精度要求（qiú）已愈來愈高，生產過程中在（zài）線測量的頻度和難度隨之增加（jiā），特別是很多中間工（gōng）步的檢（jiǎn）驗環節還要靠手工測（cè）量來判定時，由（yóu）於各類因素導（dǎo）致的質量不穩（wěn）定，不合格品的幾率大為增加。

    
　　考慮到目前大多數人工關節企（qǐ）業的（de）人（rén）員與裝備現狀，機內人工檢測的（de）穩（wěn）定性和一致性（xìng）還不能令人滿意，且耗費工時較（jiào）多，既不經（jīng）濟也不（bú）可靠。為提高產品加工過程中的在（zài）線測量效率和（hé）可靠性，製造（zào）企業期望所使用的常規機床能具備較完備的機內自動測量功能，例如對工件原點進行自動測量設定及校核修正（zhèng），加工過程中關鍵尺寸進行可編程的自動測量，對檢出的誤差自動（dòng）刀補修（xiū）正。

    
　　應該說現有的大部分機床其自身製造精（jīng）度、重複精度已經達到相當高的水準，隻需加裝必要的量儀部件以及在操作係統中配（pèi）置適當的軟件模塊即足以滿足大多數情況下常規精度的測量（liàng）需（xū）求。由此（cǐ）我們也熱切期望機床廠商（shāng）、軟件開發商在硬件軟件兩方麵共同開發此類（lèi）功能，以在更大範圍內充分（fèn）發揮現（xiàn）有（yǒu）機床的潛（qián）在能力。

    
　　（4）為滿（mǎn）足解剖學以及生物力學方麵的基本要求，人工關節（jiē）產品普遍形狀複雜多樣，外形怪異；產品毛坯多來自於鍛造或鑄造，其特點就是外形一致性差，質量中心不宜確定，因此裝卡找（zhǎo）正困難，特別是需進行回轉車削（xuē）加工（gōng）時，異形產品動平（píng）衡不佳，嚴重影響加工精（jīng）度、加快刀具磨損。如果機床（chuáng）特別是車床類設備能具備卡盤或主軸動平衡的自動檢測（cè）功（gōng）能，依據用戶對精度的要求設定動平衡超限報警，將會大受（shòu）歡迎。更為理想的（de）狀態是通過主軸或卡盤上的專門機構進行自動或半自動的動平衡調節，如果能夠實現，一定會為提高尺寸和表麵精度、降低刀具損耗（hào）帶來顯著的成效。

    
　　隨著技術的飛（fēi）速進步與發展，各種加工裝備朝著高速度、高效能、高精度、高可靠性、多功能、智能化、網絡化、環保型的方向發展已經成為機床業（yè）界的普遍共識。但就人工關節製造企業而言，個人認為，在目前機床的速度、精度、可靠性已基本滿足我們要求（qiú）的情況下，我們會更加關注並期望能優先考慮加工設備的高效能、多功能、智能化等能力的提升，以使各類加工設備能在我（wǒ）們的（de）生產過程中有著更強的綜合能（néng）力表現。借此機會我們向機床界的朋友們為加工技術的進步付出的辛苦努力（lì）表示敬意和感謝（xiè）！