在極小空間需求下保證高可靠性、高生產(chǎn)力和高精度
2021-3-22 來源：格勞博 作者：
隨著世界人口趨于老齡化，對“人體備用部件（Human Spare Parts）”的需求持續(xù)增加。涉及到這些醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的機(jī)床加工主要包括生產(chǎn)植入物、手術(shù)器械和醫(yī)療設(shè)備等。其重點(diǎn)主要是微加工從細(xì)小工件的靈活加工到微技術(shù)生產(chǎn)。用于醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的機(jī)床一直以來都是靈活性和個(gè)性化的開拓先鋒。智能化裝載是重要的先決條件之一：依靠可直接使用的刀具、最少的裝夾和加工次數(shù)來實(shí)現(xiàn)客戶個(gè)性化的小批量經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。因此，醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域需要性能強(qiáng)大且可靠的機(jī)床和刀具。此外，有時(shí)還要使用不易加工的材料，比如鈦、鋁、有色金屬、塑料、復(fù)合材料或不銹鋼等，這時(shí)就需要穩(wěn)定的電主軸和剛性機(jī)床理念。所以生產(chǎn)這些要求苛刻的醫(yī)學(xué)工程產(chǎn)品不僅需要專業(yè)的工藝知識，而且需要性能強(qiáng)大的加工中心。
剛性機(jī)床理念和穩(wěn)定的電主軸
在醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，大量的自由曲面需要依靠五軸銑削加工。為此，機(jī)床必須在高速運(yùn)行的情況下保證高輪廓精度。這意味著，在裝配階段和之后的工藝調(diào)試階段，五根軸的驅(qū)動裝置必須彼此達(dá)到最佳的協(xié)調(diào)程度，同時(shí)只能采用刀具存儲容量大且自動化解決方案截然不同的機(jī)床理念。這使得符合人體工程學(xué)的手動上料配合經(jīng)典托盤交換器的應(yīng)用形式更加合適。綜合各方面因素，格勞博五軸聯(lián)動通用加工中心G系列依靠出色的機(jī)床動態(tài)性能和多樣化的主軸設(shè)計(jì)能夠出色地滿足以上所有需求（圖1）。
圖1 格勞博五軸聯(lián)動通用加工中心G系列G150G350G550G750
格勞博五軸聯(lián)動通用加工中心G系列的高效性、工藝穩(wěn)定性和高精度是醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的理想選擇，其特性如下：
•臥式主軸布局理念具有良好的穩(wěn)定性和剛性，同時(shí)對工作臺也具有良好的可操作性；
•出色的排屑效果確保了卓越的表面質(zhì)量；
•高精度醫(yī)療器械生產(chǎn)使得產(chǎn)品具有易于消毒的表面；
•對于難切削的材料如17-4PH鉻鎳不銹鋼（因不易生銹且硬度高而成為醫(yī)用理想材料）也能夠輕松完成加工；
•即使是加工不銹鋼，也可以在高達(dá)100 m/min的切削速度下利用整個(gè)切削刃進(jìn)行加工，從而顯著縮短加工時(shí)間。
源自G系列模塊化系統(tǒng)的最高精度和最優(yōu)性能——全新G150
伴隨著全新G150的誕生，格勞博進(jìn)一步完善了其五軸聯(lián)動通用加工中心的產(chǎn)品范圍（圖2）。G150繼承了成熟且被市場高度認(rèn)可的G系列模塊化系統(tǒng)的最高加工精度和最優(yōu)加工性能，后者在汽車工業(yè)具備高度市場支配地位，且一直在定義著生產(chǎn)率和工藝安全的標(biāo)準(zhǔn)。
圖2 格勞博五軸聯(lián)動通用加工中心G150
高精度無人化生產(chǎn)、高動態(tài)加工能力以及高生產(chǎn)效率讓全新G150五軸聯(lián)動通用加工中心脫穎而出。擁有320 mm×320 mm托盤的G150完美延續(xù)了格勞博G系列獨(dú)有的設(shè)計(jì)理念，用途廣泛，適用于各行各業(yè)。
在G150的開發(fā)過程中，加工復(fù)雜且超精密工件時(shí)所能達(dá)到的精度是主要關(guān)注點(diǎn)。對于加工標(biāo)準(zhǔn)極高的復(fù)雜工件，G150的開發(fā)特別強(qiáng)調(diào)空間加工高精度，以獲得優(yōu)良的表面質(zhì)量和最高的形狀及位置公差。在高度符合人體工程學(xué)和完美的自動化生產(chǎn)能力方面，格勞博也沒有做出任何妥協(xié)。G150的誕生滿足了更小尺寸工件的加工需求，從而對G350、G550和G750進(jìn)行了補(bǔ)充，使格勞博五軸聯(lián)動通用加工中心的生產(chǎn)范圍得到進(jìn)一步拓展。
在醫(yī)療行業(yè)競爭日益加劇的今天，G150憑借其高精度和靈活性足以在該行業(yè)立足，為格勞博開辟了全新的市場領(lǐng)域（圖3）。格勞博五軸聯(lián)動通用加工中心G150計(jì)劃自2021年起在格勞博中國大連生產(chǎn)基地進(jìn)行本地化生產(chǎn)，與已經(jīng)實(shí)現(xiàn)本地化生產(chǎn)的第二代G350和G550一同為中國乃至亞洲客戶近距離帶來更加便捷的格勞博領(lǐng)先技術(shù)。
圖3 由格勞博五軸聯(lián)動通用加工中心G150生產(chǎn)的不銹鋼膝關(guān)節(jié)樣件
出色理念和最佳服務(wù)
與醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的很多公司一樣，格勞博集團(tuán)也是一家奉行與之相似理念的家族企業(yè)，這在與合作伙伴和客戶的交流中有所體現(xiàn)。此外，格勞博已從與汽車工業(yè)的合作中認(rèn)識到快速響應(yīng)時(shí)間對于保持高度可用性的重要意義。這也是很多客戶特別看重的優(yōu)勢。無論是精密工件還是堅(jiān)固工件，不管是微加工還是批量生產(chǎn)，格勞博五軸聯(lián)動通用加工中心的可靠性、靈活性、工藝穩(wěn)定性和高精度都能夠滿足醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的全方位需求。
用戶案例：外科手術(shù)器械生產(chǎn)
位于德國施瓦本圖特林根（Swabian town of Tuttlingen）的醫(yī)學(xué)工程公司Aesculap AG的產(chǎn)品包括各類外科手術(shù)器械，它們往往是由整塊毛坯銑削而成，比如髖關(guān)節(jié)手術(shù)沖擊器。該設(shè)備對生產(chǎn)精度要求極高，需要擁有易于消毒的表面，同時(shí)還必須足夠堅(jiān)固。因此，Aesculap公司多年來一直依靠格勞博五軸聯(lián)動通用加工中心G350實(shí)行生產(chǎn)加工。G350加工中心的主軸扭矩為223 N•M，轉(zhuǎn)速為16 000 rpm，且和Aesculap公司的所有機(jī)床一樣配備了Heidenhain控制系統(tǒng)，使用的刀具接口為HSK-A63。格勞博G350加工中心可以顯著縮短工件的基礎(chǔ)加工時(shí)間，并且能夠滿足醫(yī)學(xué)工程公司的全方位需求：高效性、工藝穩(wěn)定性和高精度。另外，Aesculap 公司還提出了另一個(gè)優(yōu)勢：“與我們集團(tuán)一樣，格勞博也是一家家族企業(yè)，我們在對待合作伙伴上有著相似的態(tài)度。此外，格勞博始終致力于汽車工業(yè)，而汽車工業(yè)對于服務(wù)的快速響應(yīng)時(shí)間有著極高的要求，這也正是我們所需要的。”對格勞博印象深刻的Aesculap公司刀具和樣件生產(chǎn)負(fù)責(zé)人Hans Keller先生坦誠地說道。
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