医学上的成功

“你能加工天然珊瑚吗?”

这是Criterion Tool & Die的运营经理塔尼娅•迪塞尔沃(Tanya DiSalvo)最近被问到的众多不同寻常的问题之一。Criterion Tool & Die位于俄亥俄州布鲁克公园(Brook Park)，靠近克利夫兰霍普金斯机场(Cleveland's Hopkins Airport)，拥有22名员工。

事实上，这家商店不加工珊瑚——至少现在不加工，但它加工钛、铬镍铁合金、黄铜、铝、各种不锈钢和许多工程塑料，如Vespel和Ultem。车间使用各种铣削和车削机器，包括一些八轴瑞士型车床和具有b轴能力的车削/铣削机，将这些材料加工成用于医疗植入物和矫形器械的复杂部件。

对珊瑚的调查并没有完全出乎迪萨尔沃的意料。她不仅期待这些令人吃惊的问题，而且还欢迎它们。“我们希望医疗领域的设计师、开发人员和工程师来我们这里，为医疗部件制造提供新颖的加工解决方案。”

研究人员可能对自然珊瑚感兴趣，确认Disalvo女士认为是这一领域的重要特征。“开发商非常具有创造性和竞争力，始终互相竞争，以开发更有效的医疗设备，”她说。Disalvo女士推测，天然珊瑚承诺作为植入材料，因为其物质和结构与人骨的物质类似。

Criterion约75%至80%的合同加工业务与医疗部件和设备有关。平衡主要分布在航空和电子领域。DiSalvo女士解释道:“我们的定位是在产品开发的原型和设计阶段提供高精度的加工服务。我们的目标是支持一些医疗制造商的周期性、低批量生产需求。”

动态合作伙伴的困难零件

根据Disalvo女士的说法，标准的医疗加工业务由两个主要因素塑造：它制造的各种组件和所服务的客户的性质。组件往往是小，复杂和紧密的。工件材料变化，许多难以机器。这些组件的外观和感觉很重要。与此同时，Criterion的客户正在寻找一个可以帮助他们“管理混乱”的合作伙伴，因为Disalvo女士将其提出。应对众多的设计修订和工程变更是这项努力的一部分。准备好设置一个复杂的机器只做一个或两个部分，然后再次撕下它是另一个。

鉴于在医疗应用中，具有许多特性和紧公差的小部件是常见的，难怪Criterion拥有许多瑞士型数控自动车床和一个不同寻常配置的车削/铣床。

标准在20世纪90年代初获得其首款瑞士型车床。这台机器证明了滑动床头转动设备的价值，用于加工非常小的直径零件，在单个设置中具有多个研磨操作。随后，商店获得了两星SV-20瑞士型车床。八站炮塔允许48种可能的钻孔，交叉钻孔，攻丝和铣削组合。此外，该店最近收购了Hitachi Seiki Super HiCell 250六轴转动/轧机机。该固定备件机具有铰接式B轴头。

所有这些机器都位于Disalvo女士呼叫商店的数控车削部门。该商店还有另外两个主要部门，一个用于CNC铣削，一个用于工具和原型设计。该商店拥有大约15,000平方英尺，致力于制造。

虽然所有三个部门都需要高水平的技能和技术，但最复杂的加工是在车削部门进行的。那边的机床是最先进的，这里生产的工件可能也是最具挑战性的。

三名机器师被分配给车削分裂。每个都充当程序员/操作员。由于瑞士型和转弯/轧机机器复杂且难以编程，因此当商店选择CAM软件时，标准给出了这些机器的需求。标准评估了许多凸轮包，而是从IMCS Inc的解决方案，基于该软件的选择，以富有成效的方式，基于该软件的能力将其机器编程（见右侧）。

机器的能力

DiSalvo女士说:“我们目前在HiCell上运行的脊椎板是当今医疗组件需要的复杂加工的一个很好的例子。”该部件的样品如图1所示。这些碎片由钛制成，在两个方向上弯曲，就像一条橘皮。零件上所有的孔都以不同的角度进入。这些孔中有许多是有螺纹的。DiSalvo女士说:“制造这些孔正是Super HiCell b轴能力真正证明其价值的地方。”

Chuck Holian表示，将该部件长度为22毫米至90毫米的尺寸为22毫米至90毫米，这是非常难以理解的。“因为该部件没有平坦的表面或直边，所以没有任何东西可以参考，用于取向工具。必须从投射到空间的点来计算接近角度，”他解释道。CAM软件允许他可视化零件几何形状，因此可以正确编程。“它不仅仅是为这部分创建挑战的工具路径，”他补充道。“Partmaker为这款机器创建了一个独特的后处理器，具有其不寻常的配置。具有高效的后处理器使这项工作更容易获得生产。”

这些部件是在巴斯托克加工的，涉及一些复杂的轴运动，DiSalvo女士对此保持沉默是可以理解的。完成零件加工的附加轮廓是在一个旧的四轴BostoMatic加工中心上完成的，该中心位于附近，形成了一种细胞。

这家商店使用瑞士式车床的方式也很能说明问题。“虽然这些机器是螺丝机器，但我们已经学会了用新的方式看待它们，”DiSalvo女士说。“因为这些机器有如此多的活工装选择，我们认为这些机器是非常强大的铣削中心，滑动主轴箱和可编程主轴旋转作为一个非常漂亮的零件定位器和分度器。”

这种想法的一个很好的例子是，商店为关节镜手术中使用的器械生产了许多部件。这些部件由17-4PH不锈钢的3/8英寸barstock制成。这些部分结合在一起，形成一个狭窄的滑动组合，允许外科医生通过手术进入肩部，抓住缝合材料的末端，以便打结。图2显示了一个零件在主轴加工后，但在切断之前，与一个嵌入的完成零件的特写。

“这绝对不是一个圆的部分，”迪萨尔沃女士指出。这台机器只用两种车刀——其余的是铣刀。她说，滑动主轴箱允许大多数加工发生在距主轴衬套2毫米以内，在这里外伸最小，部件最刚性。对于一些操作，例如钻一些十字孔，一组刀架上的支撑杆被编程来针对工件的长度进行定位，抵消活刀具对Z轴移动的刀具转塔施加的径向力。

Dave Bohurjak负责编写和操作Star swiss型车床，他注意到CAM软件的同步能力使得这些动作能够得到适当的协调。“这让我们能够最大限度地利用滑动主轴箱和众多的实时工具选项。”

毛刺不是小事

当然，还有比加工更多的故事。这家商店很少送出机床的零件。大多数组件都需要完成诸如去毛刺和翻滚的工作，这在房屋中完成。标准还负责外包其他精加工过程，例如阳极氧化，钝化，热处理，激光标记和电放电加工。

由于“无毛刺”是医疗部件经常指定的一种情况(必须仔细定义并与客户达成一致)，消除毛刺得到了相当大的关注。去毛刺操作通常包括几个阶段。

1.尽可能在何处，Deburring纳入零件计划中。例如，可以加入铣削通道以清理可能产生毛刺的边缘。由于运营商也是程序员，因此他们可以轻松编辑程序以实现此目的。

2.操作人员经常在零件循环之间手工去毛刺。人工去毛刺的程度通常由周期时间决定。去毛刺通常与目视检查相结合。

3.去毛刺也包含在精加工作业中。根据可能产生毛刺的材料和大小，使用特定的翻滚介质和特定类型的滚筒就足以去除毛刺。其他精加工工序将使边缘更圆，表面更光滑。

为了外观

去毛刺只是完成操作所解决的关切之一。许多医疗组件的“外观”与其“感觉”一样重要。该商店拥有众多振动和离心的倒数。还提供各种翻滚媒体。根据Disalvo女士，这些整理操作与任何制造操作都一样仔细管理。完成程序在商店文件中详述，并遵循了。

斯科特·阿斯特(Scott Astor)是这家店的精加工专家，他负责操作和编程其中一台瑞士车床。对他来说，通过几种类型的介质来加工一个零件以达到所需的表面光洁度是很常见的。几乎狗饼干大小的陶瓷块可以先用来去除重毛刺，然后使用越来越细的介质来抛光表面或留下哑光。“结果的一致性是我的主要目标，”阿斯特解释道。“例如，如果我们不保持一致的精加工操作，那些被送去进行阳极氧化处理的零件，回来后的结果就会不均匀。”

医疗机械加工要求关注其他细节。例如，通过加工生产的芯片是常数考虑。保持工件和商店环境清洁也是一个问题。由于在标准中加工的许多材料倾向于生产长，弦芯片，所以转向部的所有机器都配备有冷却剂助推器，以将冷却剂压力提高到1000psi。高压冷却剂有效地打破芯片，并有效地从切削工具中移除它们。每当实际使用冷却剂喂食切割工具或刀柄。

整个商店的所有数控机床都配备了雾收集器，以消除空气颗粒。商店的空气质量保持高度保护机器，外露工件和商店家具。店员的环境也是如此。

承诺，不是商品

虽然标准转向部门的吸引力是能够在普通机床外完成独特的工作，但其铣削部门因其他原因而吸引客户。“碾磨是一种商品，”Disalvo女士解释道。“将铣削操作分开的是什么灵活性和效率。我们拥有广泛的零件，通过该部门迁移，因此调度工作，以满足经常性交付日期，同时最大化正常运行时间是我们的关键优势之一。”

较小的零件是在许多Kitamura MyCenter VMC上产生的。较大的零件是在三个Hitachi Seiki VM40II VMC上产生的。这些机器中的大多数配有自动托盘变换器，以将非加工时间保持在最小。固定和与每个作业设置相关的文件，附近搁置，以速度变化。

与车削部门不同，在铣削部门，机器操作员和那些负责工程设置策略、设计夹具和准备程序的人的职责有更明确的区别。订单数量，工作流程模式和周期时间决定了操作员和机器将如何分配。

在铣削部门，PartMaker CAM软件以另一种方式提高了灵活性。由于商店经常与产品开发的不同阶段的设计师和工程师合作，零件的几何形状有各种各样的格式，从传真打印到电子邮件发送的PDF文件;从电子2D图纸到三维实体模型。方便地处理这些数据对于提供Criterion打算在其铣削部门提供的那种能做的、解决问题的服务至关重要。CAM软件允许Criterion从硬拷贝零件打印快速重绘零件，或以2D或3D格式导入几何图形，无论客户使用哪种工程系统来创建零件设计。

即使在决定了如何处理部件和编写程序之后，公司仍然会通过更新自己的设计文件和销毁求职者中提到的所有过时版本来处理更改和重新设计。

“在某些情况下，我们的客户尽可能快地进行更改，因为我们可以为他们进行评估，”Disalvo女士报告“。“作为一家小型机器，能够采取各种文件，并用它们有效地创造各种机会。这就是管理混乱的一部分，”她说。

时间是一切

标准进入医疗加工很好的时间。医疗加工是最近经济衰退年的亮点之一。它为过去十年来公司的增长贡献最大。而且，未来很有希望。预计医疗产业将在未来几年增加制造业的支出。

虽然医疗加工可以是苛刻的，快节奏的业务，但Disalvo女士认为，对整个组织的学科使其更适合生存。“为医疗行业的加工可能是这种制造业的模型，这些制造业可以在这个国家漫步，”她说。“一个可以在医疗的商店可能拥有它所需的东西，无论它所在哪个行业。”