Nghiên cứu điển hình: Gia công các bộ phận vật liệu PEEK của Sinbo Precision tại Đông Quản
Trong lĩnh vực vật liệu kỹ thuật hiệu suất cao, PEEK (Polyether Ether Ketone) nổi bật nhờ các đặc tính vượt trội— 耐高温 (khả năng chịu nhiệt độ cao), 耐腐蚀 (khả năng chống ăn mòn) và 高强度 (độ bền cao)—làm cho nó trở thành lựa chọn ưu tiên cho các ứng dụng quan trọng trong các ngành như thiết bị y tế, hàng không vũ trụ và tự động hóa công nghiệp. Công ty TNHH Cơ khí chính xác Đông Quản Sinbo, một nhà cung cấp sản xuất chính xác hàng đầu từ năm 2013, đã làm chủ nghệ thuật gia công vật liệu PEEK để đáp ứng các thông số kỹ thuật khắt khe nhất. Với cơ sở vật chất rộng 34.000㎡, hơn 600 nhân viên lành nghề và gần 500 máy móc nhập khẩu tiên tiến, Sinbo Precision tiếp tục cung cấp các giải pháp sáng tạo cho các yêu cầu về bộ phận PEEK phức tạp.
Thử thách của khách hàng: Các bộ phận cấy ghép PEEK cấp y tế
Sinbo Precision đã hợp tác với một nhà sản xuất thiết bị y tế châu Âu để phát triển một thế hệ cấy ghép cột sống mới. Khách hàng yêu cầu các bộ phận polyme PEEK với dung sai kích thước chặt chẽ (±0,02mm), bề mặt hoàn thiện siêu mịn (Ra ≤ 0,4μm), và tuân thủ các tiêu chuẩn y tế ISO 13485. Điểm nóng chảy cao của PEEK (343°C) và xu hướng giãn nở nhiệt trong quá trình gia công đã đặt ra những thách thức đáng kể:
- Quản lý nhiệt: Ma sát quá mức trong quá trình cắt có thể gây ra sự suy giảm hoặc cong vênh vật liệu.
- Tính toàn vẹn bề mặt: Đạt được độ hoàn thiện bề mặt tương thích sinh học mà không có vết xước hoặc gờ nhỏ.
- Hình học phức tạp: Thiết kế cấy ghép bao gồm các kênh bên trong phức tạp và các cấu trúc thành mỏng (độ dày thành ≤ 1mm).
Giải pháp của Sinbo Precision: Kỹ thuật xuất sắc cho gia công PEEK
1. Xử lý vật liệu & Tiền xử lý
Nhóm của Sinbo bắt đầu bằng cách tìm nguồn cung cấp các thanh PEEK cấp y tế (tuân thủ ISO 10993) với định hướng phân tử đồng nhất. Vật liệu được ủ trong lò nung có kiểm soát để giảm căng thẳng bên trong, giảm thiểu rủi ro biến dạng sau gia công.
2. Phát triển quy trình gia công chính xác
- Chiến lược dụng cụ: Dao phay đầu phủ kim cương và mũi khoan cacbua đã được chọn để giảm ma sát và mài mòn. Đối với gia công thô, một dao phay đầu cacbua 4 lưỡi với góc xoắn 3° đã được sử dụng ở tốc độ cắt 80m/phút và tốc độ nạp 0,05mm/răng để cân bằng việc loại bỏ vật liệu và tạo nhiệt.
- Hệ thống làm mát: Sự kết hợp giữa khí nén và bôi trơn lượng tối thiểu (MQL) đã được áp dụng để làm mát vùng cắt, giữ nhiệt độ dưới nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh của PEEK (143°C) để ngăn ngừa biến dạng nhiệt.
- Hoàn thiện: Đánh bóng tốc độ cao bằng chất mài mòn kim cương đã đạt được độ nhám bề mặt yêu cầu. Đối với các phần thành mỏng, Sinbo đã sử dụng một đồ gá tùy chỉnh với kẹp chân không để đảm bảo độ ổn định trong quá trình gia công, giảm rung và cải thiện độ chính xác về kích thước.
3. Kiểm soát chất lượng & Tuân thủ
- Kiểm tra kích thước: Máy đo tọa độ (CMM) với độ chính xác 0,001mm đã xác minh các kích thước quan trọng, bao gồm các kênh bên trong và các bề mặt giao phối.
- Phân tích bề mặt: Máy đo độ nhám quang học đã đo độ nhám bề mặt, trong khi thử nghiệm thẩm thấu thuốc nhuộm đảm bảo không có vết nứt hoặc khuyết tật nhỏ.
- Khả năng truy xuất nguồn gốc vật liệu: Mỗi lô PEEK được theo dõi từ khâu mua sắm đến giao hàng, với đầy đủ tài liệu để tuân thủ ISO 13485.
Kết quả: Sự xuất sắc về cấp độ y tế và hiệu quả hoạt động
Sinbo Precision đã cung cấp các bộ phận cấy ghép PEEK trước thời hạn, vượt quá mong đợi của khách hàng:
- Tuân thủ 100%: Tất cả các bộ phận đều đáp ứng các tiêu chuẩn ISO 13485 và vượt qua các bài kiểm tra tương thích sinh học.
- Độ chính xác về kích thước: Dung sai luôn nằm trong khoảng ±0,015mm, vượt quá mức yêu cầu ±0,02mm.
- Hoàn thiện bề mặt: Giá trị Ra trung bình là 0,35μm đảm bảo sự tích hợp trơn tru với mô người, giảm nguy cơ viêm nhiễm.
Khách hàng đã ca ngợi khả năng của Sinbo trong việc cân bằng độ chính xác kỹ thuật với hiệu quả chi phí, ghi nhận giảm 20% thời gian gia công so với các nhà cung cấp trước đây. Kể từ đó, sự hợp tác này đã được mở rộng để bao gồm các bộ phận PEEK cho các dụng cụ chỉnh hình và các công cụ phẫu thuật xâm lấn tối thiểu.
Tại sao Sinbo Precision dẫn đầu trong gia công PEEK
- Chuyên môn về vật liệu: Hiểu biết sâu sắc về các đặc tính nhiệt và cơ học của PEEK cho phép tối ưu hóa các thông số quy trình.
- Thiết bị tiên tiến: Đầu tư vào máy CNC DMG MORI 五轴 (五轴联动加工中心) và hệ thống kiểm tra tự động đảm bảo khả năng lặp lại cho các hình dạng phức tạp.
- Kinh nghiệm đa ngành: Chuyên môn trong lĩnh vực hàng không vũ trụ (PEEK cho các bộ phận nội thất máy bay) và tự động hóa công nghiệp (bánh răng PEEK chống mài mòn) bổ sung cho các giải pháp thiết bị y tế.
