CN104771206B - 手术刀片和手术刀的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于医疗器械领域。提供一种手术刀片和手术刀的加工方法。刀片由氧化锆陶瓷制成，采用流延成型工艺的刀坯成型，刀坯表面磨平采用的设备为立式磨刀机，立式磨刀机的磨削线速度为2080米每分钟至2640米每分钟；大刃加工，大刃加工步骤采用的设备为第一卧式数控磨刀机，第一卧式数控磨刀机的磨削线速度为2630米分钟至3270米每分钟；表面滚光；小刃加工，小刃加工步骤采用的设备是第二卧式数控磨刀机，第二卧式数控磨刀机的磨削线速度为2520米每分钟至3150米分钟。手术刀片的表面光滑,锋利度高，使用寿命长于金属材料的手术刀片；另外流延成型生坯密度高,能够控制外界杂质的进入,易于保证产品外观和最终产品的强度，因而采用这种工艺。

Description

手术刀片和手术刀的加工方法
技术领域
本发明属于医疗器械领域，具体地说，涉及一种医疗外科手术中使用的手术刀和手术刀片的加工方法。
背景技术
手术刀是医学外科手术中一种非常重要的工具，其为人类的健康事业提供了强有力的保障作用。手术刀大体上包括刀片和刀柄，刀片一般由金属材料制成。
金属材料中最常用的为不锈钢，不锈钢手术刀的刀刃在加工中会出现锯齿结构，这种锯齿结构虽然非常细微而肉眼难以辨识，但是使用这种手术刀进行外科手术后容易造成疤痕生成。另外，金属材料制成的手术刀存在金属元素扩散的风险，从而污染伤口。并且，金属材料制成的手术刀的使用寿命较短，需要定期更换，无疑增加了医疗单位的成本消耗。
氧化锆陶瓷具有良好的物理和化学方面的特性，如耐磨损、耐高温、耐腐蚀和高强度，这些特点促使其得到了广泛应用，如申请号为CN200610034649.0的中国发明专利申请公开了一种氧化锆结构陶瓷制品的制造方法。目前氧化锆陶瓷成型的工艺很多，比如凝胶成型，干粉压制成型，注射成型，流延成型等。如申请号为CN03114097.1的中国发明专利申请公开了一种由流延法制备氧化锆陶瓷的方法。
由于氧化锆陶瓷具有诸多的优良特性，如果能够将其应用在手术刀片上将会显著改善手术刀片的性能，但是由于氧化锆陶瓷的加工难度复杂并且鉴于医疗器械领域的特殊行业标准，现有技术提供的氧化锆陶瓷制成的手术刀片或手术刀不能够满足要求或者满意度较低。因此，有必要对氧化锆陶瓷制作手术刀片和手术刀的加工工艺进行探索和优化，从而得到性能优异并且满足行业相关规定的手术刀或手术刀片。在实践中发现，刀坯表面磨平、大刃加工和小刃加工是手术刀加工制作的重要过程，其中，这三个工序的砂轮磨削线速度控制将会直接影响到手术刀成品的质量。
发明内容
针对现有技术中手术刀片和手术刀的加工方法存在的问题，本发明的第一目的是提供一种手术刀片的加工方法；本发明的另一目的是提供一种手术刀的加工方法。
手术刀片的加工方法，手术刀片由氧化锆陶瓷制成，手术刀片的加工方法包括依次执行的以下步骤：刀坯成型，采用流延成型工艺；刀坯表面磨平，刀坯表面磨平步骤采用的设备为立式磨刀机，立式磨刀机的磨削线速度为2080米每分钟至2640米每分钟；大刃加工，大刃加工步骤采用的设备为第一卧式数控磨刀机，第一卧式数控磨刀机的磨削线速度为2630米分钟至3270米每分钟；表面滚光；小刃加工，小刃加工步骤采用的设备是第二卧式数控磨刀机，第二卧式数控磨刀机的磨削线速度为2520米每分钟至3150米分钟。
由上述方案可见，得到了由氧化锆材料制成的手术刀片，手术刀片的表面光滑,锋利度高，使用寿命长于金属材料的手术刀片；另外流延成型生坯密度高,能够控制外界杂质的进入,易于保证产品外观和最终产品的强度，因而采用这种工艺。此外，经过对三种砂轮磨削线速度的优化控制，加工得到的手术刀片的锋利度和硬度合适，符合行业规定。
一个优选的方案是，在小刃加工完毕后执行锋利度检测，然后再用激光方法在手术刀片上标记文字，然后再清洗消毒。
由上述方案可见，通过锋利度检测过程能够提高产品的合格率，降低不合格产品流入市场；激光方法标记文字更美观，而且没有凹痕，因此不会藏纳血迹或体液；去除手术刀片上的细菌或污染物。
一个优选的方案是，立式磨刀机的第一砂轮直径为350毫米至400毫米，第一砂轮转速为1900转每分钟至2100转每分钟。
上述方案可见，经过对砂轮的直径的和砂轮转速的具体选择，找到了更加优化、具体的立式磨刀机的磨削线速度控制参数。
进一步优选的方案是，第一砂轮粒度为180目，第一砂轮浓度为100%，第一砂轮硬度为中硬，磨削时采用夹具把刀坯成型得到的第一工件固定在工作台面上，垂直进给量为0.03毫米每次，水平进给速度为180毫米每分钟至220毫米每分钟，用自来水进行冷却。
由上述方案可见，实践中发现，砂轮粒度、浓度、硬度和进给量对于手术刀片的性能均有影响，经过实验和统计后，找到优化的工艺参数。
一个优选的方案是，第一卧式数控磨刀机的第二砂轮的直径为350毫米至400毫米，第二砂轮转速为2400转每分钟至2600转每分钟，第二砂轮粒度为800目，第二砂轮浓度为100%,第二砂轮硬度为中硬,磨削时采用夹具刀坯表面磨平得到的第二工件固定在工作台面上，垂直进给量为20 毫米每次,水平进给速度为0.1毫米每分钟，大刃形成的平面和中心面的夹角为4.5°至5°，用自来水进行冷却；手术刀片的两侧包括镜像对称的两个大刃，在完成一侧大刃的加工后，在镜像机台上再进行另一侧大刃的加工。
由上述方案可见，实践中发现，砂轮粒度、浓度、硬度和进给量对于手术刀片的性能均有影响，经过实验和统计后，找到进一步优化的工艺参数。
一个优选的方案是，表面滚光采用的设备为滚桶式抛光机，滚桶式抛光机包括料桶，料桶的转速为40转每分钟至50转每分钟，料桶中的抛光材料由高频抛光石粒、绿碳化硅、亮光剂和水组成。
由上述方案可见，通过对刀坯表面磨平的优化后，得到的手术刀片的的表面磨平效果更好，刀片表面经抛光处理后，粗糙度Ra在0.04至0.1μm之间，高于国标标准的Ra0.4μm。
进一步优选的方案是，表面滚光的滚光时间为72小时，抛光材料和第三工件以重量比例1：10进行混合，第三工件由大刃加工得到。
由上述方案可见，通过对滚光时间和重量比例的进一步优化，找到了工艺参数的最优值，并且简化操作人员的操作过程。
一个优选的方案是，第二卧式数控磨刀机的第三砂轮直径为350毫米至400，第三砂轮转速为2300转每分钟至2500转每分钟。
上述方案可见，经过对砂轮的直径的和砂轮转速的选择，找到了更加合适的第二卧式数控磨刀机的磨削线速度控制参数。
进一步优选的方案是，第三砂轮粒度为1200目，第三砂轮硬度为中硬，磨削时采用夹具把表面滚光得到的第四工件固定在工作台面上，垂直进给量为10毫米每次，水平进给速度为0.1毫米每分钟，小刃形成的平面和中心面的夹角为4.5°至5.5°，用自来水进行冷却。
由上述方案可见，大刃或小刃的平面与中心面的夹角是影响锋利度的显著因素。通过对小刃加工工艺的优化后，得到的手术刀片的小刃锋利度更高，强度合适，目前，金属手术刀的国标要求手术刀的锋利度是0.8N，本方案提供的手术刀片锋利度在0.25N至0.4N之间。本方案的刀片侧向抗弯能力达35N以上，国标的钢制手术刀的抗弯能力为20N左右。硬度在1250HV5以上。
手术刀的加工方法，包括依次执行的以下步骤，由氧化锆材料作为起始原料；刀坯成型，采用流延成型工艺；刀坯表面磨平，刀坯表面磨平步骤采用的设备为立式磨刀机，立式磨刀机的磨削线速度为2080米每分钟至2640米每分钟；大刃加工，大刃加工步骤采用的设备为第一卧式数控磨刀机，第一卧式数控磨刀机的磨削线速度为2630米分钟至3270米每分钟；表面滚光；小刃加工，小刃加工步骤采用的设备是第二卧式数控磨刀机，第二卧式数控磨刀机的磨削线速度为2520米每分钟至3150米分钟；锋利度检测；用激光方法标记文字；注塑成型刀柄后得到手术刀；清洗消毒。
由上述方案可见，得到的手术刀符合医疗行业的规定，能够直接应用在临床外科手术中。
附图说明
图1是本发明手术刀片加工实施例的手术刀片的结构图。
图2是本发明手术刀片加工实施例的手术刀片的主视图。
图3是本发明手术刀片加工实施例的手术刀片的俯视图。
图4是本发明手术刀加工实施例的手术刀的结构图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
手术刀片加工实施例。
手术刀片的加工方法以氧化锆材料作为起始原料，首先采用流延成型工艺进行刀坯成型，得到第一工件。
接着，对第一工件进行刀坯表面磨平工艺。刀坯表面磨平采用的设备为立式磨刀机，立式磨刀机的第一砂轮直径为400毫米，第一砂轮转速为2000转每分钟，第一砂轮粒度为180目（180#），第一砂轮浓度为100%，第一砂轮硬度为中硬，磨削时采用夹具把刀坯成型得到的第一工件固定在工作台面上，垂直进给量为0.03毫米每次，水平进给速度为200毫米每分钟，用自来水进行冷却，自来水流量为60升每分钟,自来水直接喷射在第一工件表面上, 自来水喷射压力为400帕。由此得到第二工件。
然后，对第二工件进行大刃加工。大刃加工采用的设备为第一卧式数控磨刀机，第一卧式数控磨刀机的第二砂轮的直径为370毫米，第二砂轮转速为2500转每分钟，第二砂轮粒度为800目，第二砂轮浓度为100%,第二砂轮硬度为中硬,磨削时采用夹具刀坯表面磨平得到的第二工件固定在工作台面上，垂直进给量为20 毫米每次,水平进给速度为0.1毫米每分钟，大刃形成的平面和中心面的夹角为4.5°，用自来水进行冷却, 自来水流量为70升每分钟,自来水直接喷射在第二工件表面上, 自来水喷射压力为500帕。手术刀片的两侧包括镜像对称的两个大刃，在完成一侧大刃的加工后，在镜像机台上再进行另一侧大刃的加工。由此得到第三工件。
接着，对第三工件进行表面滚光。采用的设备为滚桶式抛光机，滚桶式抛光机包括料桶，料桶的转速为45转每分钟，料桶中的抛光材料由高频抛光石粒、绿碳化硅、亮光剂和水组成。表面滚光的滚光时间为72小时，抛光材料和第三工件的以重量比例1：10进行混合。由此得到第四工件。
最后，对第四工件进行小刃加工。小刃加工采用的设备是第二卧式数控磨刀机，第二卧式数控磨刀机的第三砂轮直径为350毫米，第三砂轮转速为2300转每分钟，第三砂轮粒度为1200目，第三砂轮硬度为中硬，磨削时采用夹具把第四工件固定在工作台面上，垂直进给量为10毫米每次，水平进给速度为0.1毫米每分钟，小刃形成的平面和中心面的夹角为5.5°，用自来水进行冷却, 自来水流量为50升每分钟至80升每分钟,自来水直接喷射在第四工件表面上, 自来水喷射压力为500帕。由此得到手术刀片半成品。
手术刀片半成品再经过锋利度检测，在手术刀片上用激光方法标记文字，文字可以是数字。得到手术刀片成品。
如图1至图3所示是本实施手术刀片成品的结构图。手术刀片10具有主体部分100、正面和反面的大刃210、小刃220。大刃210形成的平面与主体部分100形成的平面的第一夹角在4.5°至5.5°的范围之间。小刃220形成的平面与主体部分100形成的平面的第二夹角在4.5°至5.5°的范围之间，且第一夹角小于第二夹角。本实施例的主体部分100所在的平面为中心面。
手术刀加工实施例
在上述手术刀片加工实施例的基础上，在手术刀片的刀尾部注塑成型刀柄，最后经过清洗消毒步骤得到手术刀成品。
如图4所示，本实施例的手术刀20具有刀片10和注塑在刀片10上的刀柄30。
最后需要说明的是，本发明不限于上述的实施方式，诸如在刀柄30上设置防止手滑的凸纹等方案也在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.手术刀片的加工方法，所述手术刀片由氧化锆陶瓷制成，其特征在于：所述手术刀片的加工方法包括依次执行的以下步骤：
刀坯成型，采用流延成型工艺；
刀坯表面磨平，所述刀坯表面磨平步骤采用的设备为立式磨刀机，所述立式磨刀机的磨削线速度为2080米每分钟至2640米每分钟；
大刃加工，所述大刃加工步骤采用的设备为第一卧式数控磨刀机，所述第一卧式数控磨刀机的磨削线速度为2630米每分钟至3270米每分钟；
表面滚光；
小刃加工，所述小刃加工步骤采用的设备是第二卧式数控磨刀机，所述第二卧式数控磨刀机的磨削线速度为2520米每分钟至3150米每分钟。
2.根据权利要求1所述的手术刀片的加工方法，其特征在于：
在所述小刃加工完毕后执行锋利度检测，然后再用激光方法在所述手术刀片上标记文字，然后再清洗消毒。
3.根据权利要求1所述的手术刀片的加工方法，其特征在于：
所述立式磨刀机的第一砂轮直径为350毫米至400毫米，所述第一砂轮转速为1900转每分钟至2100转每分钟。
4.根据权利要求3所述的手术刀片的加工方法，其特征在于：
所述第一砂轮粒度为180目，所述第一砂轮浓度为100%，所述第一砂轮硬度为中硬，磨削时采用夹具把所述刀坯成型得到的第一工件固定在工作台面上，垂直进给量为0.03毫米每次，水平进给速度为180毫米每分钟至220毫米每分钟，用自来水进行冷却。
5.根据权利要求1至4任一项所述的手术刀片的加工方法，其特征在于：
所述第一卧式数控磨刀机的第二砂轮的直径为350毫米至400毫米，所述第二砂轮转速为2400转每分钟至2600转每分钟，所述第二砂轮粒度为800目，所述第二砂轮浓度为100%,所述第二砂轮硬度为中硬,磨削时采用夹具所述刀坯表面磨平得到的第二工件固定在工作台面上，垂直进给量为20 毫米每次,水平进给速度为0.1毫米每分钟，所述大刃形成的平面和中心面的夹角为4.5°至5°，用自来水进行冷却；
所述手术刀片的两侧包括镜像对称的两个所述大刃，在完成一侧所述大刃的加工后，在镜像机台上再进行另一侧所述大刃的加工。
6.根据权利要求1至4任一项所述的手术刀片的加工方法，其特征在于：
所述表面滚光采用的设备为滚桶式抛光机，所述滚桶式抛光机包括料桶，所述料桶的转速为40转每分钟至50转每分钟，所述料桶中的抛光材料由高频抛光石粒、绿碳化硅、亮光剂和水组成。
7.根据权利要求6所述的手术刀片的加工方法，其特征在于：
所述表面滚光的滚光时间为72小时，所述抛光材料和第三工件以重量比例1：10进行混合，所述第三工件由所述大刃加工得到。
8.根据权利要求1至4任一项所述的手术刀片的加工方法，其特征在于：
所述第二卧式数控磨刀机的第三砂轮直径为350毫米至400，所述第三砂轮转速为2300转每分钟至2500转每分钟。
9.根据权利要求8所述的手术刀片的加工方法，其特征在于：
所述第三砂轮粒度为1200目，所述第三砂轮硬度为中硬，磨削时采用夹具把所述表面滚光得到的第四工件固定在工作台面上，垂直进给量为10毫米每次，水平进给速度为0.1毫米每分钟，所述小刃形成的平面和中心面的夹角为4.5°至5.5°，用自来水进行冷却。
10.手术刀的加工方法，其特征在于：包括依次执行的以下步骤，
由氧化锆材料作为起始原料；
刀坯成型，采用流延成型工艺；
刀坯表面磨平，所述刀坯表面磨平步骤采用的设备为立式磨刀机，所述立式磨刀机的磨削线速度为2080米每分钟至2640米每分钟；
大刃加工，所述大刃加工步骤采用的设备为第一卧式数控磨刀机，所述第一卧式数控磨刀机的磨削线速度为2630米分钟至3270米每分钟；
表面滚光；
小刃加工，所述小刃加工步骤采用的设备是第二卧式数控磨刀机，所述第二卧式数控磨刀机的磨削线速度为2520米每分钟至3150米分钟；
锋利度检测；
用激光方法标记文字；
注塑成型刀柄后得到所述手术刀；
清洗消毒。
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