17-4 PH 스테인리스 스틸 의료용 CNC 가공 | 신뢰할 수 있는 5축 척추 수술 기구 부품
CNC 가공 서비스는 맞춤형 금속 부품을 제공합니다. 고정밀 밀링 및 터닝은 산업 및 엔지니어링 응용 분야에서 엄격한 공차, 매끄러운 표면 마감 및 안정적인 생산을 보장합니다.
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Product Details
5축 CNC 가공 17-4 PH 스테인리스강 수술 기구:
Flow Wing Metal에서 당사는 고정밀 의료 기기, 항공우주 부품 및 산업용 부품을 위한 CNC 가공을 전문으로 합니다. 당사의 5축 CNC 가공 전문성을 통해 복잡한 모놀리식 부품을 엄격한 공차로 생산하여 조립을 최소화하고 신뢰성을 향상시킵니다.
Flow Wing Metal의 CNC 장비:
당사의 기계 공장은 다양한 부품 형상, 수량 및 공차를 처리하기 위해 다양한 CNC 가공 장비를 갖추고 있습니다.
고객: OS Medical (ISO 13485 인증, 독일)
산업: 의료 기기 (척추 수술)
과제: OS Medical은 최소 침습 척추 수술에 사용되는 척추경 나사봉 감소 기구를 요구했습니다. 부품(전체 길이 150mm, 최대 직경 12mm)은
특징:
언더컷 핑거 그루브가 있는 복잡한 인체공학적 핸들.
정밀한 2.5mm × 3mm 직사각형 슬롯(공차 ±0.01mm)이 있는 원위 “감소 탭”.
0mm 내부 관통 구멍이 있는 캐뉼러(중공) 샤프트.
15mm 반경 루트가 필요한 래칫 맞물림 인터페이스(표준 볼 엔드밀에서는 날카로운 내부 모서리 불가능).
원래 과제:
이 기구는 이전에 3개 부품 조립품(핸들 별도 가공, 브로칭된 슬롯이 있는 샤프트, 래칫 인서트 용접 고정)으로 제조되었습니다.
그 결과 다음과 같은 문제가 발생했습니다:
높은 조립 인건비.
용접부 취약점(살균 후 틈새 부식 가능성).
일관되지 않은 슬롯 위치 지정(배치 간 ±0.08mm)으로 인한 수술 중 기구 맞춤 불량.
8주의 리드 타임.
OS의 요청:
174 PH 스테인리스강(석출 경화, 고강도, 내식성)으로 가공된 단일 부품, 용접 없는 모놀리식 기구:
조립 불필요.
슬롯 공차 ±0.01mm(이전 공차의 절반).
15mm 루트 반경의 내부 래칫 기능(EDM 또는 5축 가공).
200개 유닛에 대해 리드 타임 4주 이하.
Flow Wing Metal의 실행:
1단계: CNC 가공을 위한 재료 선택 및 준비
재료: 174 PH 스테인리스강 봉, Condition A(용체화 어닐링 – 가공을 위해 더 부드러움), 그런 다음 가공 후 시효 경화하여 H900 상태(항복 강도 ≥ 1,170 MPa / 170 ksi).
봉 크기: 직경 16mm × 길이 250mm 블랭크.
인증: ASTM A564에 따라 추적 가능한 재료, 밀 테스트 보고서(MTR) 및 생체 적합성 검증(ISO 109935 비세포독성).
2단계: CNC 프로그래밍 및 시뮬레이션
CAM 소프트웨어: 5축 동시 모듈이 포함된 Mastercam 2024.
기계: DMG MORI DMU 65(20,000 RPM 스핀들, HSK63 공구 홀더, 70 bar/1,000 PSI의 스핀들 관통 냉각수를 갖춘 5축 가공 센터).
작업 고정: 5면 접근을 제공하는 더브테일 고정구가 있는 맞춤형 소프트 죠.
공구 경로:
황삭: 10mm 5날 카바이드 엔드밀을 사용한 고효율 동적 밀링(트로코이달 공구 경로).
중간 마무리: 6mm 볼 엔드밀(스캘럽 높이 0.02mm).
마무리(그루브/슬롯): 5mm 소형 카바이드 엔드밀(7날, 네킹 리치).
래칫 기능: 5mm 테이퍼 볼 엔드밀(프로그램된 0.15mm 모서리 반경).
내부 관통 구멍: 건 드릴링(직경 2.0mm, 깊이 120mm – L/D 비율 60:1) 후 카바이드 리머.
3단계: 가공 공정(CNC 가공의 5축 동시)
작업 공구 매개변수 결과:
- 페이스 및 턴 OD CNMG 432 인서트(터닝) 200 SFM, 0.1mm/rev 직경 15.8mm
- 드릴 센터 구멍 1.8mm 카바이드 드릴 4,500 RPM, 0.025mm/rev 파일럿 구멍
- 건 드릴 관통 구멍 2.0mm 건 드릴(냉각수 공급) 8,000 RPM, 0.02mm/rev 2.0mm +0.00/0.02mm
- 동적 황삭 10mm 엔드밀 8,000 RPM, 2,000mm/min 80% 재료 제거
- 5축 핸들 마무리 6mm 볼 엔드밀 12,000 RPM, 1,500mm/min 핸들 표면 RA 0.8µm
- 직사각형 슬롯(감소 탭) 1.5mm 엔드밀(7날) 18,000 RPM, 400mm/min 2.5mm × 3.0mm ±0.008mm
- 래칫 기능 0.5mm 테이퍼 볼(0.15mm 반경) 22,000 RPM, 200mm/min 0.15mm 루트 반경 유지
- 리밍 최종 관통 구멍 2.0mm 카바이드 리머 2,000 RPM, 0.1mm/rev 2.0mm +0.005/0.000mm
4단계: 가공 후 열처리 및 마감
열처리: H900으로 시효 경화(480°C / 900°F에서 1시간, 공랭). 달성된 경도: 44 HRC(목표 43–46 HRC).
표면 마감:
전해 연마: 전해조에서 30분 동안 0.01mm 층을 제거하여 밝고 매끄러운(RA ≤ 0.2µm) 부동태화 표면 생성. 0.5mm 래칫 공구의 모든 버 제거.
부동태화: ASTM A967에 따른 크롬 산화물 복원을 위한 후속 구연산 욕.
검사:
전체 5축 치수 검사를 위한 CMM(3차원 측정기).
15mm 래칫 루트 반경 검증을 위한 비전 시스템.
슬롯 공차를 위한 광학 비교기.
표면 거칠기 프로필로미터(RA 0.18µm 달성).
| 요구 사항 | 명시됨 | Flow Wing 결과 | 합격/불합격 |
| 자료 | 174 PH H900 | 174 PH H900 (44 HRC) | 합격 |
| 슬롯 공차 | ±0.010 mm | ±0.006 mm (Cpk 1.8) | 합격 |
| 관통 구멍 직경 | 0mm +0.01/0.00 mm | 003 mm 평균 | 합격 |
| 래칫 루트 반경 | ≤ 0.18 mm 반경 | 152 mm 반경 | 합격 |
| 표면 마감(기능적) | RA ≤ 0.4 µm | RA 0.18 µm (전해 연마) | 합격 |
| 리드 타임(200개 유닛) | 4주 | 5주 | 합격 |
| 유닛 비용(3피스 조립품 대비) | ≤ 25% | 38% 절감 | 합격 |
CNC 가공 결과:
비용 절감: 이전 3개 부품 조립품 대비 유닛당 비용 38% 절감(기구당 $48 → $30).
리드 타임 단축: 200개 유닛 기준 8주에서 3.5주로 단축(공장에서 멸균 준비 완료까지).
품질 개선: 슬롯 위치 공차 ±0.006mm 대 이전 ±0.08mm(13배 더 정밀). 생산 배치에서 재작업 또는 폐기물 없음.
신뢰성: 24개월(3,500회 이상의 수술 사용) 후 현장 고장 제로. 틈새 부식 없음, 용접 파손 없음(용접 없음), 전해 연마된 표면은 멸균 처리 시 더 빨리 세척됨.
임상 피드백: “단일 부품 기구가 더 견고하게 느껴지고, 척추경 나사와의 맞물림이 유격 없이 정확하며, 인체공학적 핸들이 외과의사의 손 피로를 약 40% 감소시켰습니다.” – 뮌헨 대학 병원 수석 척추 외과의
고객 평가:
“Flow Wing Metal은 3피스 용접 조립체를 모놀리식 5축 CNC 가공 걸작으로 변모시켰습니다. 래칫 피처의 0.15mm 내부 코너 – 0.5mm 엔드밀을 사용하여 달성 – 이것이 우리가 다른 5개의 CNC 가공 업체보다 그들을 선택한 이유입니다. 그들은 의료 품질을 이해합니다.”
