【漢鼎超聲波】420不銹鋼微銑削&微鉆孔加工：超聲波效益

?? 效率與良率 - 從不到10%的產(chǎn)品良率，提升至100%
?? 工件質(zhì)量 - 醫(yī)療零件的微細(xì)特征清晰，無(wú)明顯刀痕，并大量抑制毛刺，曲面微鉆孔無(wú)需定位鉆，即可獲得更佳的真圓度

【漢鼎超聲波】420不銹鋼微銑削&微鉆孔加工：加工痛點(diǎn)

420不銹鋼（420 Stainless Steel）作為馬氏體不銹鋼，因其較高的碳含量，具備優(yōu)異的耐腐蝕性、高硬度與高強(qiáng)度，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械制造。

該材料的硬度高，可通過(guò)熱處理工藝（淬火、回火）進(jìn)一步強(qiáng)化，使其洛氏硬度達(dá)到HRC50-55。然而，不銹鋼本身的加工硬化（work hardening）特性，使得機(jī)械加工具挑戰(zhàn)性。

在微銑削與微鉆孔加工極小尺寸的醫(yī)療耗材部件時(shí)，由于切削阻力（cutting force）過(guò)大，刀具在推擠材料時(shí)容易產(chǎn)生振動(dòng)，在工件表面留下明顯刀痕。此外，不銹鋼的加工硬化特性使刀具的切削力難以克服材料的塑性變形（plastic deformation），刀具無(wú)法順利切斷材料，造成嚴(yán)重的推擠變形，導(dǎo)致明顯的接刀痕與大量毛刺。

由于加工產(chǎn)品為醫(yī)療耗材部件，工件尺寸極小（總長(zhǎng)僅4mm，槽寬度僅0.8mm），常規(guī)機(jī)加工后遺留大量刀痕及毛刺，需在顯微鏡下通過(guò)人工精修后制程（噴砂、去毛刺等）進(jìn)行處理。然而，人工精修工藝存在高風(fēng)險(xiǎn)，刀痕過(guò)于明顯時(shí)，即使經(jīng)過(guò)噴砂仍難以去除，同時(shí)零件的微細(xì)特征在人工去毛刺過(guò)程中極易被破壞。此外，零件的曲面微鉆孔特征仍因切削阻力過(guò)大而導(dǎo)致真圓度不佳。

除了傳統(tǒng)機(jī)加工的痛點(diǎn)外，人工精修工藝同樣存在較大的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致產(chǎn)品良率不足10%，客戶無(wú)法順利交貨。

【漢鼎超聲波】420不銹鋼微銑削&微鉆孔加工：加工信息

(圖1. 漢鼎超聲波輔助加工模組應(yīng)用于醫(yī)療耗材部件420不銹鋼微銑削與微鉆孔加工)

【漢鼎超聲波】420不銹鋼微銑削&微鉆孔加工：測(cè)試目標(biāo)

針對(duì) 420 不銹鋼（420 Stainless Steel）的超聲波輔助微銑削與微鉆孔加工測(cè)試，目標(biāo)是在CNC機(jī)加工搭配漢鼎HBT-30超聲波輔助加工模組的條件下，無(wú)需人工精修后制程，即可達(dá)到良好的表面質(zhì)量，抑制毛刺生成，為客戶大幅提升產(chǎn)品良率。

【漢鼎超聲波】420不銹鋼微銑削&微鉆孔加工：加工結(jié)果

420不銹鋼微銑削&微鉆孔加工：工件質(zhì)量

(圖2. 漢鼎超聲波輔助醫(yī)療耗材部件420不銹鋼微銑削與微鉆孔加工, 有效改善表面質(zhì)量, 并抑制毛刺生成, 在去除引導(dǎo)鉆的情況下, 仍能維持良好真圓度)

• 本次加工測(cè)試案例中，大量采用球刀橫刃（chisel edge）進(jìn)行加工。在無(wú)超聲波加工條件下，由于球刀橫刃的切削阻力大，刀具在推擠材料的過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)，在工件表面留下明顯刀痕。此外，不銹鋼具備加工硬化（work hardening）特性，而球刀橫刃的切削力無(wú)法克服材料的塑性變形（plastic deformation），導(dǎo)致刀具無(wú)法順利切斷材料，出現(xiàn)嚴(yán)重推擠現(xiàn)象，進(jìn)而留下明顯的接刀痕與大量毛刺。

• 漢鼎超聲波的高頻微振動(dòng)有效降低切削阻力，使刀具能順利切斷材料，排屑更為順暢，顯著改善工件表面的粗糙度（surface roughness），并有效減少殘留毛刺。在曲面微鉆孔加工中，超聲波輔助可降低切削阻力，避免刀具橫刃受力過(guò)大導(dǎo)致刀具偏斜，因此即使去除引導(dǎo)鉆制程，也能確保鉆孔的真圓度。

420不銹鋼微銑削&微鉆孔加工：效率與良率

(圖3. 漢鼎超聲波輔助醫(yī)療耗材部件420不銹鋼微銑削與微鉆孔加工, 機(jī)加工搭配漢鼎超聲波可省去人工精修后制程, 使產(chǎn)品良率從不到10%提升至100%)

• 在無(wú)超聲波加工條件下，機(jī)加工后的工件表面質(zhì)量較差，且殘留大量毛刺，因此需要額外的人工精修后制程（如噴砂、去毛刺等）。然而，由于工件尺寸極小，人工精修可能導(dǎo)致微細(xì)零件特征崩壞、噴砂后仍無(wú)法去除接刀痕等問(wèn)題，嚴(yán)重降低產(chǎn)品良率。此外，鉆孔加工因切削阻力過(guò)大，導(dǎo)致鉆頭入鉆時(shí)產(chǎn)生偏斜，使孔的真圓度不佳，最終導(dǎo)致產(chǎn)品良率不足10%，客戶無(wú)法順利交貨。

• 漢鼎超聲波為客戶帶來(lái)的最大價(jià)值在于，通過(guò)超聲波輔助加工，直接提升機(jī)加工后工件的成品質(zhì)量，使產(chǎn)品良率達(dá)到100%。無(wú)需人工精修，即可達(dá)到甚至超出客戶期望的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，大幅提高生產(chǎn)效率，減少不必要的制程風(fēng)險(xiǎn)與成本。

【漢鼎超聲波】420不銹鋼微銑削&微鉆孔加工：產(chǎn)業(yè)應(yīng)用

不銹鋼（420 Stainless Steel）微銑削與微鉆孔特征廣泛應(yīng)用于醫(yī)療產(chǎn)業(yè)，特別用于微創(chuàng)手術(shù)的耗材部件，如活檢鉗（biopsy forceps）、抓取鉗（grasping forceps）等。


420不銹鋼是一種馬氏體不銹鋼，具有較高的含碳量，因其優(yōu)異的耐腐蝕性、高硬度與高強(qiáng)度，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械、餐具、模具、軸、閥門(mén)、耐磨零件等領(lǐng)域。

420不銹鋼的硬度高，并可通過(guò)淬火和回火等熱處理工藝進(jìn)行強(qiáng)化，以獲得更優(yōu)的硬度與機(jī)械性能。經(jīng)過(guò)熱處理后，420不銹鋼的洛氏硬度可達(dá)到HRC50-55。其出色的耐磨性雖適用于醫(yī)療器械制造，但在機(jī)械加工過(guò)程中卻是一項(xiàng)具挑戰(zhàn)性的材料。


漢鼎智慧科技的超聲波加工模組為新材料加工帶來(lái)了全新的解決方案！漢鼎的超聲波輔助加工技術(shù)可顯著提升工件質(zhì)量，在節(jié)省整體加工時(shí)間的同時(shí)，為客戶的生產(chǎn)制造帶來(lái)極大的效益——將原本不到10%的產(chǎn)品良率提升至100%！不僅讓客戶順利交付訂單，更超越客戶預(yù)期的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)造多重價(jià)值！




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