Штамповка или механическая обработка: что вы выбираете для своих металлических устройств?

Дафна Аллен | 30 марта 2018 г.

Вы разрабатываете металлическое медицинское устройство и балансируете бюджет, сроки, конструктивные соображения и многое другое. Какой процесс вы выбираете — штамповку или механическую обработку?МД+ДИ попросил ветерана металлургического производства Стива Санторо, исполнительного вице-президента MICRO, сравнить эти два процесса, а также заглянуть в будущее металлургического производства. Санторо работает в MICRO с 2002 года и всю свою карьеру работал в сфере контрактного производства.

MD+DI: Каковы основные различия между штамповкой и механической обработкой медицинских изделий?

Санторо: Основным определяющим фактором при выборе штамповки по сравнению с механической обработкой является посадка, форма и функция компонента в сочетании с геометрией детали и используемым материалом. Если медицинское устройство рассчитано на неограниченное количество применений, то лучше всего подойдет механическая обработка, поскольку она позволяет производить сложные детали, обеспечивающие долговечность. Для продуктов, которые предназначены для одноразового использования, лучше использовать штамповку, поскольку с ее помощью можно производить точные детали, которые, как правило, менее долговечны.

Объем также может быть важным фактором в процессе принятия решений. Когда требуется несколько миллионов компонентов в неделю, например, зажимы для лигирования, этого можно легко достичь с помощью штамповки. Для обработки таких количеств может потребоваться 100 обрабатывающих центров. Таким образом, масштабирование до такой степени с помощью механической обработки может быть непрактичным с точки зрения капитальных затрат.

Затраты на оснастку являются еще одним фактором. Например, если устройство требует жестких допусков +/- 0,0005 дюйма и имеет объемы 3000-5000 штук в неделю, обычно предпочтительной технологией является механическая обработка, поскольку она более универсальна и точна. При наличии подходящего обрабатывающего центра его просто необходимо запрограммировать с учетом геометрии детали. Это резко контрастирует с прогрессивной штамповочной матрицей, разработка и изготовление которой займет больше времени, а также будет дороже.

Геометрия детали также является важным фактором. Есть некоторые компоненты, которые просто невозможно отштамповать. Например, деталь из полностью твердой нержавеющей стали 304 толщиной 1/8 дюйма с отверстием диаметром 0,040 не может быть подвергнута штамповке. Не существует материала для пуансона, который мог бы выдержать нагрузку, необходимую для прожига этого материала такого диаметра. В этом случае лучше всего работает обработка в сочетании с лазерной технологией.

МД+ДИ:Существуют ли какие-либо потребности/запросы рынка, которые можно было бы лучше всего решить с помощью той или иной технологии?

Санторо: Учитывая широкий спектр клиентов, которых поддерживает MICRO, существуют определенные технологии, которые больше подходят их потребностям и конечным целям. Например, штамповка ценна для клиентов, разрабатывающих одноразовые устройства, поскольку они, как правило, менее надежны и требуют значительно меньших затрат на изготовление, чем устройства многоразового использования. С другой стороны, механическая обработка позволяет разрабатывать устройства многоразового использования, поскольку они должны выдерживать многократное использование, хотя такая долговечность, как правило, обходится дороже. Литье металла под давлением (MIM) или MIM плюс механическая обработка предлагает убедительную золотую середину с точки зрения цены и долговечности.

MD+DI: Есть ли различия в выборе материалов?

Санторо: Что касается того, является ли штамповка или механическая обработка лучшим подходом для разработки медицинского устройства, необходимо учитывать толщину и твердость материала для достижения наиболее эффективных и действенных результатов. Например, что касается толщины материала, штамповка может быть ограниченной, поскольку толщина должна быть одинаковой по всей детали. Что касается твердости материала, то практически любую твердость можно обрабатывать. При штамповке необходимо более тщательно учитывать твердость материала, учитывая возможность растрескивания во время формовки. Кроме того, во многих случаях титан является предпочтительным материалом для имплантатов и лучше всего подходит для компьютерной томографии. Титан доступен в виде проволоки, стержня и листа; однако он обычно не доступен в виде непрерывных полос, которые необходимы для большинства операций штамповки.