醫療等級不鏽鋼加工困難點

[加工硬化]
304不鏽鋼、316不鏽鋼及420不鏽鋼材料，在加工過程中，皆容易產生加工硬化的現象。這表示在進行切削、鑽孔等加工時，材料內部分子受到碰撞、擠壓，導致材料硬度提高，更難進行進一步的加工。加工硬化的現象可能會造成切削阻力變大、刀具磨耗加劇，也就更難以達到工件需求之標準。

[刀具纏屑]
不鏽鋼像其他金屬、合金材料一樣，具有塑性變形這樣的材料特性，因此不鏽鋼材料在加工過程中，容易產生較長、較容易纏結的切屑。這也使得在機加工不鏽鋼材料時，排屑成為了一項很重要的議題。因為這容易導致刀具纏屑，除了造成嚴重刀具磨耗，也就是所謂的黏著磨耗，干擾切削的過程之外，甚至會破壞工件表面或鑽孔品質。

[切削阻力過大]
由於不鏽鋼材料具備高硬度與強度，因此在加工過程中，容易產生過大的切削阻力。為了改善這個問題，一般會建議選用高硬度、高韌性、高耐磨性的刀具，以及剛性較佳的加工機台。有效地處理切削阻力過大的問題十分重要，可以避免刀具磨耗嚴重導致斷刀、改善加工時產生過大的顫振影響工件品質，或是其他加工上造成的潛在風險。

[積累大量切削熱]
不鏽鋼材料的熱傳導係數低，因此在加工過程中，在切削處生成的切削熱不易排除，容易大量積累切削熱。切削溫度的提升可能會導致刀具磨耗加劇、刀具變形，以及不鏽鋼材料的塑性變形。

[刀具磨耗嚴重]

不鏽鋼材料系列，特別是420不鏽鋼，具備相比而言較高的材料硬度，因此在加工過程中，可能導致較為嚴重的刀具磨耗。其中不鏽鋼的加工硬化現象、過大的切削阻力以及大量切削熱積累，都是刀具磨耗嚴重與刀具壽命大幅降低的原因。因此，刀具材料的選用，搭配加工參數的優化，皆對於刀具磨耗的改善至關重要。


漢鼎超音波加工能為醫療等級不鏽鋼加工帶來哪些助益呢？

[超音波的高頻率微振動]
漢鼎的超音波輔助加工技術提供刀具每秒超過20,000次的縱向（Z軸方向）的高頻率微振動。這樣類似於快速啄鑽、反覆提刀的機制應用在切削上，可有效幫助降低切削阻力，並使排屑過程更順暢。
超音波縱向的高頻率微振動，使刀具在加工過程中，間接性地接觸工件。可幫助排除刀具尖點累積的切削熱，有效降低刀具磨耗。

[降低切削阻力]
切削阻力的降低除了可以幫助減少刀具與工件的摩擦，也可以讓切線速度／切削速度與進給率往上提升。超音波輔助切削，搭配高壓（高達70bar）中心出水功能，在加工過程中，幫助移除切削熱。這樣子的切削機制除了可以達到改善工件品質、穩定刀具壽命，也可在縮短加工時間的同時，節省能源的耗費，順應企業永續ESG的趨勢。

[排屑過程更順暢]
在超音波輔助加工技術的排屑機制，可以減少因大量積屑造成刀具與工件之間的摩擦。尤其當材料具備特定材料特性，而在切削時生成較長且容易纏結的切屑時，容易產生積屑瘤或是切屑二次切削的現象，這都會使工件品質變差，且嚴重危害刀具壽命的穩定性。漢鼎超音波的高頻率微振動輔助切削機制幫助降低切削阻力，可以讓刀具更容易切斷材料，排屑過程也更加順暢。有效去除纏屑也可達到更優良的工件品質，並延長刀具壽命。

[漢鼎超音波輔助加工不鏽鋼之優勢]
針對醫療等級不鏽鋼材料的加工，漢鼎超音波輔助加工技術幫助降低切削阻力，使刀具更容易切斷材料，同時，超音波的高頻率微振動，刀具反覆提刀的過程中，使切削液更容易流入，有效排除切屑。這樣的輔助切削機制針對不鏽鋼材料的加工，可達到更好的工件品質（去除毛邊、鑽孔真圓度較佳）以及更穩定的刀具壽命（更易排屑、抑制刀具纏屑的現象）。


超音波輔助不鏽鋼加工成功案例分享

[420不鏽鋼：微銑削與微鑽孔加工]
漢鼎幫助一醫療領域的客戶，針對420不鏽鋼材料的微細加工，完成後的工件成品用作醫療微創手術的手術器械零件。由於工件尺寸極為微小，工件總長度僅4mm，槽寬僅0.8mm，因此在加工製程以及維持產品良率上都為客戶帶來極大的挑戰。
使用漢鼎BT30超音波加工模組，輔助420不鏽鋼微細零件之表面精修及微鑽孔加工，超音波的高頻率微振動幫助降低切削阻力。有效在僅透過機加工搭配超音波輔助的方式，省去人工後製程之噴砂、去毛邊處理的時間，即可大幅降低工件表面的刀痕、接刀痕以及毛邊。
漢鼎超音波輔助加工技術幫助醫療領域客戶將原本不到10%的產品良率提升至100%，除了節省整體製程的時間之外（省去人工後製程），也避免人工精修製程中可能對產品良率所造成的風險（如噴砂後刀痕仍無法去除、人工去毛邊破壞了工件的微細特徵等），成功替客戶取下訂單。
420不鏽鋼這樣的微細特徵被應用在醫療產業，特別用作如內視鏡等微創類型手術之器械零件，例如活檢鉗、抓取鉗等。