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数控加工生产案例 实验室干细胞分离器手板模型

加工工艺: CNC 数控加工, 退火, 抛光

材料: Ultem 1000 聚醚酰亚胺

颜色: 本色(琥珀色)

数量: 3套(每套3件)

交付周期: 6 天

关于客户

Biorep,是美国一家通过ISO 13485:2016认证的医疗产品开发公司,致力于设计、开发和制造创新的生物医学产品,为世界各地的医疗保健专业人士和研究人员提供一站式解决方案,以提高患者的生活质量,实现医疗技术的进步。

关于产品

Biorep有个最新项目,他们委托世达模型制造其中的一个干细胞分离器。
Biorep与意大利Fondazione Cure Alliance ONLUS的合作是一个由全球科学家、研究人员、和医生组成的非营利组织。他们最新的研发项目是测试利用脐带干细胞的静脉注射,阻止新冠病毒引发的急性肺部炎症。
该医疗设备,在安全性和早期疗效得到验证后会应用于第二波临床试验。世达模型制造的这个分离器正是用于获取干细胞进行验证。

“驻扎美国的世达模型客户经理为我们的项目提供了有力支持,令新冠临床试验的干细胞分离器可以迅速投入使用。这个产品的生产通常需要4-6周,而世达模型在6个工作日内就完成了。“
Felipe Echeverri
Managing Director Biorep Technologies

关于项目

由于新冠疫情席卷全球,世界各国对医疗器械、用品的需求前所未有地紧迫。Biorep与世达模型商量,希望能尽快赶制出干细胞分离器。世达深知科技拯救生命的重大意义,在医疗产品原料紧缺的大环境下,尽全力协调各方资源,并立即采购了产品需要的Ultem 1000聚醚酰亚胺原料。
在等待原料的同时,世达已经着手将Biorep的3D CAD文件转换成G代码程序,用于CNC加工制造。

Ultem 1000

与其他聚醚胺树脂(如PEEK)一样,Ultem是一种工程级塑料。这意味着它比大多数热塑性塑料更强、更坚硬。它可以抵御持续的高温和化学侵蚀,非常适合用于需要经常蒸汽消毒的医疗设备。

Ultem材料可以用于注塑成型。但由于这个项目时间紧,数量少,而且公差要求非常严格,因此我们使用了数控铣削。 

材料验证

这样的医疗产品必须要通过严格的美国食品药监局的严格审批,因此材料的真实性至关重要。世达模型一贯使用先进的检测设备对来料进行了验证,保证了Biorep的项目需求。
PolyMax检测枪使用激光分析样品的分子特征,并与数据库中的标准数据进行比对,以此验证材料的真实性。
PolyMax检测枪使用拉曼光谱分析法来验证材料的真实性

CNC 数控铣削

首先工件经过数控铣床加工和数控车削加工,开粗得出基本的形状。

将原料固定在塑料底板上进行铣削

分离器的滤网使用了五轴数控铣削中心进行粗加工,迅速地加工出了网格的所有斜面。

工件在生产的每个阶段都要经过反复检查

CNC 数控车削

使用CNC数控车削将塑料毛坯高速加工出分离器的主体,同时钻出了中心孔。
数控车削是加工圆柱形产品的最佳选择

数控车削中心有可旋转的刀塔,配合独立于主轴旋转的 动力刀座,可以加工出有倒扣的内径。

车削倒扣

退火

第一步粗加工,铣制工件的主要尺寸,但是表面非常粗糙,有明显的刀痕。

粗加工后的刀痕清晰可见

这正是我们想要的结果,粗加工目的就是首先尽可能多地去除多余材料。材料的减少在容器壁上产生了应力,在继续加工之前必须释放这些应力。

工件浸在热水中约一个小时

因此,在粗加工后需要对工件进行退火,或是温度控制下的加热和冷却处理。我们将水加热至沸腾,然后把工件浸泡在热水中逐渐冷却到环境室温。经过释放应力,工件在使用过程中反复加热不会开裂。

退火后,工件被重新装夹到车床上进行最后的车削。
精加工

后处理

最终尺寸经检测合格后,将工件送到后处理车间对表面进行高光处理。 
打磨

打磨均匀贴士:先用黑色笔涂画工件,再把画有印记的地方均匀磨掉。

用小布轮精细抛光

精细打磨后,抛光和磨光进一步改善表面,以达到可视清晰度。

用大布轮抛光

光泽度的好坏不仅仅是外观原因。对于医疗产品,光滑如镜的表面更容易清洁,不会有生物材料黏着在表面。

成品展示

从收到订单到成品发货,世达模型只用了不到一周的时间,现在这些产品已经在测试中。
世达模型能够完成这个挑战,源于精益生产系统和强大的供应链,以及现场检验材料真实性的能力。

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