但当涉及到生物学方面,虽然细节各不相同,但在总体上是大同小异的。相同的疾病,可以用相同的方法治疗。
一个德国人的心脏瓣膜同样适合另一个智利人的心脏。无论在哪里,一流的手术就是一流的手术。
这也是医疗器械在研发、营销和生产等方面都得以国际化的原因。美国牙医可能使用的是韩国电钻,而在苏格兰高尔夫球场上的叔叔的人工膝盖可能来自美国。
因此,对于制造商而言,无论在哪个地区,与能够提供竞争力的国际品牌合作,共同面对各种挑战是明智之举。ANCA拥有遍布全球的技术团队和同样多样化的客户群,是您理想的合作伙伴。
目前,美国既是医疗保健的消费巨头,也是开发医疗产品研发的全球领导者。事实上,( 排名前三的医疗设备公司都在美国:美敦力Medtronic)、强生(Johnson & Johnson)和阿博特(Abbot),还有其他一些美国公司位列前十,史赛克(Stryker)和通用电气(GE) 。
ANCA美国总经理Russell Riddiford指出,这些公司“保持着在美国进行生产的强烈愿望” ,尽管通常是通过二级或三级子公司以合作的形式进行生产。
虽然ANCA的业务能力已扩展到骨科植入物和其他领域,但实心柄手术刀仍然是最常用的医疗应用。总部位于美国俄亥俄州圣亨利的Tru-Edge 刀具公司就很好的说明了这一点。
Tru-Edge公司成立于1996年,其愿景是成为航空航天、汽车和医疗等多个行业的定制圆形刀具和重磨行业的领导者。
事实上,他们的座右铭是:“简化工具,提高生产力”。从2007年开始,印第安纳州华沙地区的几个骨科大客户与他们签订合同,开始生产髋关节拉刀、骨锉、骨移植钻头、铰刀和丝锥——这项业
务现在已占他们总销售额的10%。运营总监Brian Hackman回忆说,在最初的14年左右,这些器械还是可重复使用的,客户主要是有能力对器械进行消毒的大医院。
ANCA TX、MX和FX磨床通过优化砂轮以及提高速度和进给,能够提供无毛刺的加工工艺,刀具几乎不需要进行后处理。
这帮助他们促成了更多的业务,并在2018年获得了地区制造业协会的奖项。
Hackman将他们的成功部分归功于ANCA创新的Toolroom软件和直线电机的结合。
工程经理Rick Brunswick认为,ANCA的砂轮在线修整功能是保持最小公差的关键因素,尤其是在医用丝锥加工上,同时这个功能也减少了生产周期和操作次数。
Tru-Edge非常喜欢ANCA的设计,相对于侧装的修整器而言,在工件头架周围配备一个大的(250mm)修整轮更佳。
头架修整器的使用寿命要长得多,因为与侧面放置的较小修整器相比,那个金刚石修整滚轮上有更多的表面积。
自动化解决方案
据Hackman分析,到2020年,由于小型医疗中心的骨科手术爆炸式激增,客户的要求开始向一次性器械转变。哈克曼解释说,这些器械一般都是医生自己提供的,需要以最低的成本提供更简单、实用的刀具。因此,主要材料从17-4不锈钢变成了455不锈钢,“这类刀具略显暗淡,也更钝一些,生产过程中容易产生更多的毛刺。所以需要更多的时间来去除毛刺”。
正如你预期的,转向一次性器械的同时产品的产量也发生了巨变。正如Hackman所总结的,“十年前我们做的是六件、八件和十件的订单。去年7月,我们有一个11000件的订单......我们拥有技术、创新和知识,可以提供无毛刺的、漂亮的刀具。现在的产量都是以千为单位,而不再是以个为单位了。”
ANCA在技术上又一次满足了客户的需求。例如,通过机器人装载机和砂轮交换器,Tru-Edge MX磨床上的6工位能够轻松实现熄灯生产。ANCA的P轴是技术上的另一个保障,保证生产的稳定性。正如Brunswick所解释的那样,长而薄的外科刀具往往会容易弯曲。
但Tru-Edge公司开发了特殊的衬套,与稳定器一起,迫使刀具进入一个完美的设置进行磨削。Hackman说,一个MX磨床每月可以生产5000个小直径手术钻头。
股骨锉刀的自动化生产通常包括一个自动夹头和一个用于固定另一端的摆动式尾架。
正如Hackman所说,这些股骨粗磨差别很大“有的锉刀很长,很细,很直。有的锉刀是弯曲。所以我们必须开发特殊工件的尾架夹具,以使不同的形状的刀具都能保持在中心位置。


这些刀具通常是在西门子NX中设计的,ANCA提供了一个后处理器来创建必要的磨削运动。导入该文件后,ANCam让操作员能够管理特定的工艺参数,如速度和进给、偏移、砂轮选择和修整周期。而ANCA的CIM- 3D软件包提供了完整的模拟,以验证磨削运动,并将预期刀具与原始模型进行比较。
简而言之,由于工程、设计和制造都在一个屋檐下,Tru-Edge利用他们与ANCA
的合作关系,缩短了生产周期,减轻了供应链的痛苦,并降低了最终用户的总成本。
欧洲市场
Mahe医疗的总部位于黑森林和康斯坦茨湖之间,靠近德国的医疗技术中心,它为了解充满活力的欧洲市场打开了一扇窗口。除了全线的外科手术刀具,Mahe还生产骨科植入物、电动刀具和冲洗系统,还有在不伤害病人的情况下取出脊柱植入物的刀具,这是他们与医生和科学家密切合作开发的系统。
与Tru-Edge公司的经验相似,Mahe公司的质量管理和项目负责人Klaus Stehle说,Mahe与ANCA公司合作制定了夹持和支架解决方案,以应对磨削细长刀具的挑战。他还补充说,磨床能够根据棒料的情况改变探测位置,并且能够在
ANCA软件中模拟磨削都是非常重要的。与Tru-edge一样,Mahe也需要处
理各种批量的零件,从20到1,000个或更多。
据Stehle说,Mahe公司是ANCA磨床的早期使用者,早在90年代中期就购买了RGX。
Stehle认为ANCA的应用支持对生产骨锉至关重要,因为骨锉的形状很奇怪,而且在夹持方面存在挑战。他补充说,这些零件通常是小批量生产,因此高效的编程和快速转换对确保利润率具有决定性意义。最后,Stehle充分肯定了ANCA为Mahe公司在2012年在泰国建立生产设施提供的国际支持。
ANCA欧洲、非洲和中东区域总经理马丁·温特斯坦(Martin Winterstein)认为医疗市场将高度国际化,同时包容多种多样的文化和语言。他说,从外科和牙科刀具到各种类型的植入物,ANCA正在证明在各个地区的价值,无论是在西班牙、爱尔兰、英国还是波兰。同时,他表示,为了满足市场需求,ANCA将实体业务扩展到英国考文垂的技术中心(专注于骨科植入物)和德国中心(专注于圆形工具)之外。 “我们正在考虑在意大利、土耳其、以色列和其他地方设立办事处,”
Winterstein长,ANCA 说:“自疫情以来,医疗业大幅增也将继续致力于在所有需要的应用领域为客户提供支持。”
牙钻市场与亚洲视角
虽然美国和欧洲的医疗制造业仍然强劲,但许多公司看中亚洲较低的人工,要么像Mahe公司一样直接去亚洲生产,或者将生产分包给亚洲公司。
区总经理Jake Farragher ANCA亚洲指出,韩国的牙钻制造是一个最好的例子。他解释说:“几乎所有的产品都是为了出口,包括亚洲以外的区域,”。
ENG-K成立于2014年,是韩国在这一领域的成功案例,公司拥有十几台ANCA
FX磨床,年增长率为30%。他们积极参与客户对新技术的研发,从而“通过改善
生产中的功能和结构,尽可能满足客户的需求” Dae-Seong Kwak总裁说。
Jake解释说,制造牙钻有几个特殊的挑战。这些钻头的直径较小,几何形状复
杂,而且由特殊材料制成。为了应对这些挑战,FX磨床能胜任这项任务。”我
们在自动装载机中加入了减压夹持系统,因为这种材料比传统的切削工具要
软,” Kwak先生说。他进一步强调,ANCA的钻头装载系统通过提高生产力和显
著减少操作员的疲劳来提高效率。
Kwak先生把生产高质量的刀具半径和轮廓归功于ANCA最新发布的软件,这又使他们在市场上更具有竞争力。
ANCA大中华区总经理郑超先生从另一角度解读了亚洲市场。
目前用于出口的分包业务降低了,用于内消的生产增加了。例如,像Zimmer Biomet这样的巨头在中国设有工厂,主要为中国市场生产股骨头膝盖,公司正在“试验打印不锈钢股骨膝植入物3D,来实现为每个人定制。这将是该产品
的未来。
”他补充说,测试已经包括人类患者,必须抛光,但不需要磨削 虽然零件在打印后。
目前尚不清楚这种方法是否已扩展到钴铬合金材料,这种材料主要是美国和其他地方使用的。
郑超先生介绍说,高昂的出口医疗产品认证费用将大多数小型制造商限制在本地市场。
像牙科这类费用高昂且高端的手术,医生和病人实际上都追求进口刀具的光环。直到近期,牙科手术才变得更加普及,低成本驱使更多的本地化生产。 但即便如此,中国也很难找到合适的医疗级不锈钢。
另一方面,牙科手术的长期前景也是被广泛看好的。“十年前,除了政府的牙科诊所外,上海可能只有不到十家牙科诊所,”郑超回忆说。“ 现在有数百家”。同样,几年前,中国老人不得不接受了他们不再能正常走路的事实。“但是现在,人们变得富裕了。我们告诉他们,如果更换了膝盖,他们可以扔掉拐杖,正常行走。所以这才刚刚开始。”
精密牙锉
有时,富有创造力的医疗专业人士会与制造工程师合作,在一些特殊的应用方面取得独特的解决方案继而赢得全球各地的响应。
美国密歇根州杰克逊市Versah
公司的Salah Huwais博士和他的团队的成功就是这样发生的。他们的专利牙锉在牙周病专家为植入物切割时,可将所有骨质都重新放回颌骨中。
根据产品开发和生产总监Aaron Beach的说法,这通常使外科医生能够立即植入永久性种植体,而不像使用传统刀具时需要等待6到12个月骨骼愈合的时间。
自然,Versah公司不想公开制造这些刀具的所有秘密,但是他们承认在ANCA MX和FX磨床上刀具可以实现“极其严格的公差”的磨削,其中最大的挑战是支架和砂轮的磨损。
据他描述,CBN砂轮保持得很好,不需要在加工过程中进行修整。在工件夹持和上料等方面,也都是完全自动化的,通常每个批次可生产1000个锉刀。Beach
补充道:“我们每30分钟用视觉系统检查一次,每2小时记录一次检查情况,以保持质量。”。
Beach提出的另一个重要观点是,在2015年开始这个项目时他已经有了制造技术,但没有磨削经验。
Versah公司添置了一台设备齐全的ANCA MX5,然后又购买了几台FX磨床。
Beach回忆道,“我过去做过一些Solidworks编程,但对iGrind软件或任何与磨
削相关的编程一无所知。事实上,ANCA可以在软件中直观地看到刀具的创建,就在你面前发生,非常容易。”。
Beach还称赞了ANCA的客户服务能力和可靠性。”工厂里昼夜不停地运行这些磨床,每周六到七天。大量使用的磨床显然需要大量的维护和支持。比较意外的是我们发现维护费用非常低。”
骨科植入物

众所周知,人口和饮食的变化,加上财富的增加,正在推动全球对膝关节和髋关节置换的需求。材料、表面光洁度和尺寸公差都是技术难点,如果想尽可能实现工艺自动化以提高产量和盈利能力,则要面对更加困难的挑战。
据Jake观察,客户认同ANCA的灵活性和技术的适应性,它们是应对骨科植入物制造的各种挑战的两个关键因素。
例如,根据特别项目经理Duncan Thompson的说法,ANCA的同一台磨床可以磨削股骨头,也可以调整为磨削股骨锉刀或旋转切割刀具。
同样,自动化选项也很关键。对于具有内部莫氏锥度的股骨球,ANCA可以提供与锥度匹配的自动膨胀轴,能够将跳动量控制在几微米以内。更重要的是,如果需要,可以很容易地切换到旋转刀具的生产。
Duncan解释说,MX7 Linear非常适合生产表面光洁度低于0.01µm Ra的股骨球。
MX7Linear具有直线电机和6工位砂轮转换器,使磨床能够以极高的精度进行越来越精细的珩磨。
包括自动涂抹磨削膏在内的最终抛光,产品表面光洁度可在0.006至0.008µm Ra之间,零件之间的直径精度在5µm以内,球形度<3µm。
要获得这些结果还需要在过程中对砂轮进行修整,在珩磨过程中在砂轮和球体之间施加恒定的作用力,还需要对砂轮在循环之间进行探测以监测磨损,所有这些功能都是ANCA磨床自动处理的。
Duncan说,对于膝盖植入物,ANCA TX平台是最好的,它可以配置在一次夹装中处理两个植入物,最多可以自动更换24组砂轮或刀具。
因此,磨床可以被配置为根据需要磨削或铣削整个表面。在TX磨床中,可以同时磨削两个膝盖,首先使用电镀砂轮对铸造过程中留下的浇口进行粗磨。
然后用陶瓷结合剂 CBN 砂轮磨削整个外表面轮廓(髁骨和膝盖骨)。加工过程中还包括铣削操作,以完成膝关节表面,如十字槽和拉杆等切削砂轮无法触及的部分。
用于更换砂轮或切削刀具的机器人还可以用来自动更换膝盖和夹具,使
长时间无人值守生产成为可能。Duncan补充说,根据他的经验,在磨床上进行最后一次抛光也可以减少精加工的需要,这是一个很大的好处。
如在其他应用中所述,该机器可配备直径为 250 毫米的修整轮,以修复陶瓷结合剂CBN 砂轮。ANCA磨床可以自动修整砂轮,不需要重新启动磨削程序,实现了长时间自动化运行。
另外,还可以选择声学传感器以确保最佳的修整周期。最后,Duncan说,磨床可以配备激光测量设备,从而消除离线预设铣刀的需要。

用于加工医疗部件的切削刀具
正如上文提到的骨科植入物,制造医疗部件通常需要切削工具。而要真正优化医疗加工,往往需要专用刀具。因此,如果不介绍制造过程中的设计和磨削,我们的评论将是不完整的。而总部位于密歇根州BloomfieldHills的ARCH切削刀具公司是最好的范例了。
以加工聚乙烯胫骨植入物为例。
ARCH东北区域运营总监Jim Gray认为,几乎仅用一个安装在支架上的扁平刀片就能最大限度地提高剪切角。但是,Gray说,这种设计通常会在表面产生痕迹,或者由于燃烧而产生“橘皮”效果,因为它不能干净地切割聚乙烯。直槽设计在每次旋转时也会对零件产生很大的冲击力。
Gray的团队利用他们的能力和ANCA的编程软件,创造了一种独特的直径为
38.1mm的三刃硬质合金螺旋铣刀,具有高剪切力和沿轮廓的多个半径。他们在MX磨床上磨削,正如Gary所描述的那样,用十几个砂轮来制作一个既“比刀片更锋利”又有镜面效果的切削刃。
Gary补充说,与直槽相比,它们的螺旋形设计也分散了切削力。总之,ARCH解决方案提供了卓越的表面光洁度、更高的产量和更长的刀具寿命。
Gary还指出,除了ANCA编程软件提供的刀具设计支持(包括全3D模拟)外,ToolDraft还可以为过程控制提供详细的文档。
Gary阐述道:“与其依赖车间的2D图纸,不如通过ToolDraft查看刀具的各个方面参数和所需的砂轮。一页涵盖了沟槽的形状,包括粗加工砂轮、精加工砂轮以及与开槽有关的任何信息。下一页包括仿形,同样有所有的砂轮形状和数据,以及所需的间隙角、刃宽和其他工具几何形状。我们已经向客户承诺,无论什么人、什么机器来磨削他们的刀具,他们每次都会得到相同的刀具。使用ToolDraft创
建的文档帮我们实现了这一承诺。”
谈到股骨柄,Gary说,加工这些零件需要球头铣刀,刀的半径及其到外径的过渡必须完美。端面开槽也必须正好在中心相交。“ 球头刀中心的任何不匹配都会在股骨柄上留下一条线,这是不可接受的。”他补充道,半径的任何误差都会在零件轮廓中产生几何变形。“我们探测刀具的整个半径以确保它正确无误。”
Gary解释说,股骨柄通常由钛和钴铬制成。这些材料非常难处理,更难加工的是Zimmer Biomet和Stryker的新型3D打印钛合金。这种多孔材料有助于与患者的骨骼融合,这基本保证了中断的切口。同时该材料也具有很强的磨蚀性。因此,最大限度地减少刀具更换和提高生产速度以达到可接受的效率水平,需要ARCH公司提供工程解决方案。
ARCH的一位客户在生产过程中突然用完了一种进口的、可更换的切割器刀头。
ARCH在不到48小时的时间内提供了一个定制的、带涂层的实心硬质合金刀具。还有一次,ARCH创建了一个多级锪钻,结合了6种不同的操作,用于加工钛合金和超级合金。这两个例子再次表明了将经验丰富的磨削专业人员与ANCA的软件和磨床相结合的力量。
重磨是另一个这样的领域。
Gary说,ARCH不仅能可靠地将使用过的刀具恢复到新的状态,而且在许多情况下,在原始刀具的基础上进行了改进。Gary回忆道:“我们的一个较大的医疗客户从世界领先的刀具商那里购买了一个刻面钻头。”。“钻头是在钛合金上使用的,我们在上面加了一个滚动点,并对几何形状进行了一些其他更改,使重磨的钻
头比新刀具运行得更好。”在这方面,Gary称赞了ANCA的集成激光器,可以自动检查和纠正刀具跳动中的误差。还有ANCA的探测能力。Gary说,除了探测冷却液孔以确保重磨刀具的正确方向外,ANCA还可以轻松地探测整体轮廓,从而实现K刃磨削,这是一项异常艰巨的任务。
为什么选择ANCA
ANCA成立于1974年,是一家全球领先的数控磨床、运动控制和钣金解决方案制造商,在全球拥有1000多名员工。
ANCA荣获了超过25个行业和商业奖项,包括入选澳大利亚出口奖名人堂。《澳大利亚金融评论》认为我们是澳大利亚和新西兰最具创新性的公司之一。ANCA拥有许多产品、工艺和部件的专利,从放电加工设备的脉冲和间隙控制到刀柄和夹持装置。
ANCA的全球总部位于澳大利亚墨尔本,99%的产品向全球客户出口,为45个国家提供服务,并在英国、德国、中国、泰国、印度、日本、巴西和美国的办事处提供先进的解决方案。
咨询电话:13522079385