CN107073616A - 用于制造针头的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造针头的方法以及采用该方法制成的针头。本发明还涉及适用于采用该方法制造针头的设备。该方法涉及由空心的管节段(1)制造具有倾斜的插入端部的针头，该插入端部具有前部的插入部分和后部的开口部分，其中前部的插入部分具有倾斜的面，该倾斜的面从进入尖端向后延伸并且具有内部的侧棱边，并且其中，后部的开口部分具有倾斜的面，该倾斜的面从前部部分的倾斜的面向后延伸并且具有内部的侧棱边以及倒圆的后棱边(10、12)，其中，通过电化学剥蚀(ECM)在存在电解质的情况下对后棱边(10、12)进行倒圆。

Description

用于制造针头的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于制造针头的方法以及采用该方法制成的针头。本发明还涉及适用于采用该方法制造针头的设备。
背景技术
针头通常具有尖锐的刺尖以及外部的切边，但是也可没有构造尖锐的尖端以及没有外部的切边，例如硬膜针头(Epiduralkanülen)就是这种情况。针孔的后端部通常也称为跟端部或孔眼，其通常是椭圆形。因为孔眼的内部侧棱边和后部的椭圆形的棱边是尖锐的，所以特别是刺穿皮肤或其他材料的医学针头始终具有将冲压的粒子从皮肤或其他材料中分离出来的趋势。
在现有技术中有多种技术、例如玻璃珠和细砂喷射以及特别是针头磨削是已知，借助这些技术能够减少冲压倾向。
DE-OS2600299公开了一种针头以及用于制造针头的方法和设备。通过使用普通的斜磨削从管区段中获得针头并且针头在针孔(进入棱边)的后部区域中具有倒圆的内棱边，其中该倒圆部通过使用具有磨蚀特性的刷子来完成。对此，设备包括能旋转的具有多个带有磨蚀介质的刷毛的刷子或提供磨蚀材料的刷子以及用于可松开地将多个针头固定在支承板上的夹板作为容纳面。刷毛依次加工多个针头的开口，以使在针孔的后部区域中的内侧棱边和其后棱边(孔眼)变圆并且变钝。因此仅在进入棱边的区域中对针孔磨刷。然而这种方案的缺点是，不能使针头在设备中旋转，以除了斜磨削以外还能够在针孔的前部区段中通过所谓的小平面磨削(Facettenschliffe)在两侧横向地磨削。所述方法的另一个明显缺点是由机械加工步骤通过使用磨盘和刷子进行。对此针头在具有磨料的内部被弄脏并且还通过与磨盘或者刷子的刷毛直接接触而受到机械负荷，由此需要额外的加工步骤。
在公开文献DE-OS3230735A1中描述了一种用于通过部分地切割针管来制造针头的方法，其中通过电腐蚀方法进行切割。对该方法所提出的设备能够自动地切割多个针管，其中捆绑式提供的针管在电腐蚀切割的期间相对于其纵轴线不能转动，因为之后需要提供针尖的步骤通过普通的磨削方法进行，所以这里也有前述机械加工的缺陷。
专利文献DE10327067B4同样描述了一种用于同时制造多个针头的方法，针头彼此并排地并且相互间隔地保持在夹持设备上。依次地或同时地通过磨削和/或腐蚀进行针头的磨削。建议通过细砂喷射或玻璃珠喷射来对磨削去毛刺，其中出现的针头脏污必须在接下来的工序中复杂地去除。在该文献中对针孔(跟端部、孔眼)的后端部的加工(倒圆)未进行描述。
在专利文献DE102011112021B4中描述了一种使用新型的针头磨削来制造很少冲制的针头。其中给出，通过使用提及的导致特殊的尖端几何结构的切割技术解决了冲制问题，所以没有描述对针孔的后端部的分开或结合加工来使其变圆或去毛刺。
发明内容
以此为基础，本发明的目的是提供一种方法和设备，借助其可简单地制造特别是具有针孔的倒圆的后端部的针头。通过提供相应制造的针头实现了该目的的其他方面。
在本发明的范围中，针头通过分离空心管的节段以及通过使用多数情况下分别在节段的端部处呈多级的磨削或切割技术来提供，其中可以传统的方法借助切削加工的方法、例如分离磨削或锯开的方法或通过电腐蚀(火花侵蚀、制阴模腐蚀(Senkerodieren，die-sinking EDM)、线腐蚀；在此也称为EDM)进行分离。
针尖的设计在此称为尖端磨削并且通常具有三个连续进行的磨削，即：单磨削(Einfachschliff)，其在所有针头中存在并且借助其分离的管节段的钝的端部进行第一次斜切；以及根据制成针头的之后的应用领域根据期望进行左边和右边的小平面磨削或后磨削来制造外部的进入棱边或切边，其中，两个小平面磨削根据对此所使用的技术也可同时进行。在本发明的范围中，单磨削和两侧的小平面磨削一样可借助切削加工方法、例如特别是通过使用磨盘或分离盘借助电腐蚀(EDM)(elektrochemisches Abtragen)、例如特别是线或制阴模腐蚀、通过电化学剥蚀(在此也称为ECM)或通过使用上述技术的结合来提供。
不管从前述列举中具体选择哪种技术来制造针尖，根据本发明的主要思想在于，借助ECM电化学地加工(倒圆、弄圆)针孔的后端部(其也称为针孔的跟端部或孔眼)，这产生两种变型方案，下面还将对其详述。
缩写ECM在此表示电化学的金属加工(‘electrochemical machining’)。ECM如电抛光(‘electrochemical polishing’)一样属于电化学剥蚀方法的组别，但是两种方法在主要方面彼此是不同的。在电抛光的过程中主要使用酸的电解质(例如硫酸和磷酸的混合物)，而在ECM的过程中主要使用中性的电解质(盐溶液，例如硝酸钠)。电极与工件的距离在ECM过程中非常小，通常在0.05至1mm的区域中，而在电抛光的过程中明显大于1mm。此外，在ECM的过程中电流密度通常明显大于在电抛光过程中的电流密度(A/cm2对比mA/cm2)。最终该差异是由于两种方法不同的目的而引起的。电抛光用于平面的光滑，ECM用于局部剥蚀。
如前所述，在使用分离盘或磨盘来制造单磨削和/或两侧的小平面磨削的情况下出现毛边，其接下来必须以传统的方式以机械方法例如通过玻璃珠或细砂喷射来去除。额外地，必须对孔眼进行倒圆并且在针头处和/或其中的杂质必须通过磨削和喷射去除。为了使磨削的面平滑并且去除余留的毛边，可替代地或接下来为针头进行电抛光(在此也称为EP)。
可替代地，单磨削和/或侧面的小平面磨削在本发明的范围中可通过使用EDM、例如特别是通过线腐蚀或制阴模腐蚀实现，而接下来根据本发明借助ECM以电化学的方式加工孔眼。在该可替代的步骤的范围中虽然没有出现接下来例如通过喷射再次去除的毛边并且也没有由于机械的磨削工作或分离工作而出现针头的杂质或堵塞物，因此除了喷射也可取消普通的电抛光；但是EDM技术是非常慢的方法并且合适的设备相对比较贵，所以该技术仅有限地适合用于低成本地批量生产针头，但是同样包括在本发明中。
相比于作为无接触的用于机械磨削的替换方案的EDM技术(特别是线腐蚀和制阴模腐蚀)，在使用同样是无接触的ECM工艺的情况下在相对短的时间中平地剥蚀掉相对大量的材料，其中通过扩大电极面积和电流可在有限的范围中自由地调整剥蚀量，而材料剥蚀在EDM技术中借助电火花仅逐点地进行。但是因为在使用EDM的情况下材料始终在位于线和工件之间的距离最小的位置被剥蚀，可有效地使粗糙位置平滑并且制造非常精确的轮廓，这特别是在制造尖锐的棱边和尖端时是有利的。相反地，在使用电化学剥蚀(ECM)的情况下，原则上在电场线最密集的位置进行材料剥蚀，这特别是在针尖的棱边的区域中是这种情况，由此可以期望的方式对其特定的区域倒圆。
因此，根据一个优选的实施方式建议，对粗糙的、费时的单磨削材料剥蚀使用电化学加工(ECM)并且根据期望借助小平面磨削使用EDM实现最终成型，其中在借助ECM制造单磨削的过程中也同时地对作为针孔的后端部的孔眼进行倒圆。在根据本发明的优选的由ECM和EDM(以该顺序或反序)结合的情况下，可使用简化的设备并且取消费时的对多个待加工的管节段的转换，因为待加工的工件仅需一次被夹紧到工件载体(其是根据本发明的设备的组成部分并且可作为兼容的系统构件引入到这样的设备的不同的加工工位或模块中)。
根据一个优选的实施方式，适合该实施方式的设备包括可极化的两个(用于ECM/EDM；EDM/ECM)工具电极；用于接触并且使待加工的针头或管节段(工件)极化的媒介或装置(Mittel)；以及用于进行ECM和可能的EDM所需的液体(电解溶液；电介质)或至少为功能性元件或模块，借助其可为预定的生效位置供给液体。如果不(仅仅)使用EDM，则该设备可替代地或额外地包括合适的用于磨削的媒介或装置。在可替代的、本发明同样包含的、使用ECM但是没有EDM的方法中，合适的设备优选仅包括ECM兼容的工具电极以及仅有电解溶液和/或用于输送电解溶液的媒介或装置。如果有意地完全地或有限地保护针尖的特定的区域以防止ECM作用到针头的材料上，这特别是在连续地使用EDM和ECM或使用ECM时交替地通过例如传统磨削产生的单磨削和/或小平面磨削或在对全部磨削(单磨削和根据期望的小平面磨削)使用ECM时可能是这种情况，该设备还包括合适的媒介或装置，借助该媒介或装置可对无需或仅需微弱地通过ECM加工的区域进行遮蔽、遮光或保护，使得该区域可没有或仅以微弱的、例如变稀释的形式接触对于借助ECM加工所使用的电解液。
根据具体的实施方式，在一种技术或两种技术(ECM、EDM)结合的情况下也可替代地在两个容器中提供液体。可替代地或额外地也可以其他的方式在工件和工具之间的加工间隙中提供一种液体或两种液体，如下面还将详细描述的那样。
对于根据本发明的优选的、在借助ECM对孔眼倒圆的同时制造单磨削和接下来借助通过EDM两侧小平面磨削和/或磨削制造最终成型针尖的情况下完全不用担心影响最终成型和针尖的特性，因为借助ECM的加工在之前已经完成并因此不会在尖端区域出现不期望的倒圆或毛边。在这种情况下，在没有进一步措施的情况下，给定的管节段的待加工的端部可被电解质环流和/或穿流。
对于根据本发明的可替代的提出的用于通过机械磨削/分离和/或EDM制造单磨削和两个小平面磨削的情况以及之后接下来借助ECM加工孔眼的情况对此提供，通过ECM局部地限定材料剥蚀、即有选择地在孔眼的区域中进行，因为所期望的前面制造的尖端特性(几何结构)和尖锐度以及还有棱边可能受到影响。这对之前所述的使用EDM制造所有磨削的实施方式和对于由EDM和机械的磨削/分离结合来制造针尖的情况都适用，因为之后分别进行电化学加工。
在电化学剥蚀(ECM)的方法中，工件(针头)极化为阳极(正)并且工具电极极化为阴极(负)。原则上，工具阴极的形状通过工件的形状预先给定，所以ECM通常也称为镜像方法，其中在工具处由于工艺没有出现磨损。在工具和工件(针头)之间必须根据电的参数和电解质的流动行为调解间隙(加工间隙)，其中间隙宽度在0.05和1mm之间。在加工间隙中的负载运输由电解溶液、例如氯化钠(NaCl)或优选硝酸钠(NaNO3)的水溶液来承担。通过在使用ECM时出现的电子流，通过溶解针头的金属离子来进行所期望的材料剥蚀。溶解的金属离子然后在阳极(针头)处与裂解的电解质的部分进行反应，而电解质余留物在阴极(工具电极)处与水反应，由此作为最终产物出现所不期望的沉积物、例如金属氢氧化物。
如前所述，电化学剥蚀(ECM)在根据本发明制造针头的范围中特别用于对通过还始终制造的单磨削所产生的、椭圆形的、在针孔的后部区域中的孔眼在内侧进行倒圆。但是因为最小的针头具有大约0.25mm的外直径，所以此时非常难或者不可能的是，根据上述的一般教导制造作为工具阴极的电极，其足够小使得该电极仅在孔眼的内部中展现其电化学活性并且可准确地定位在期望的作用位置处。如果电极比前部的倾斜的针孔的后部区段中的倒圆区域更大或更宽，那么在孔眼外部出现不期望的材料剥蚀和沉积。
因此，根据本发明对于该方法的实施方式(其中借助ECM没有造成单磨削和形成的孔眼的倒圆)规定，针头或其被遮光(待遮蔽)的区域例如之前通过磨削/分离和/或腐蚀产生的针尖在其可能继续的加工过程中借助ECM从外部通过例如去离子的水(DIW)这样的不可传导的液体、通过具有足够低的传导性的液体或通过水流到其上并且在针头的内径中提供电解质流，因此合适的设备具有用于将电解质优选可从无需加工的管节段端部引入到其内径中的媒介或装置或元件、例如压力腔。因此，仅在电解质的浓度足够高的位置发生剥蚀。优选地，该剥蚀发生在孔眼的内侧处。通过在孔眼区域的外部的由于逐步混合电解质与作为遮蔽介质所使用的、例如不可传导的液体所得到的电解质稀释，在侧面的切边的区域中有利地获得从具有剥蚀的区域(倒圆的棱边)到没有剥蚀的区域(尖锐的棱边、尖端)的缓和的无阶梯的过渡，其中，具有剥蚀的区域可从孔眼的区域延伸直至小平面磨削，但是至少涉及针孔的后棱边(孔眼)以及开口部分的由于单磨削产生棱边的两侧的直接相邻的区域。因此通过在针头的外面处的液体流动，反应产物被稀释并且被冲走，因此在针头处或其中也没有沉积物。作为对用水来稀释的替代方案，为了对无需借助ECM加工的针尖区域遮蔽或遮光可使用压缩气体(例如压缩空气)或不可与电解质混合的液体(例如长链液体的烷烃，如十二烷)来完全地或部分地排挤电解质。在可替代的优选的实施方式的范围中，其中借助ECM制造小平面磨削，冲洗液体或遮蔽液体流到针头或工件，而用电解质从外部流到或环流针头或工件。
原则上还可通过替代地或额外地暂时使用物理介质、例如由弹性体、硅酮、橡胶等构成的软垫、柱塞、密封件等对无需加工的区域遮光或遮蔽并且例如可在接下来用ECM处理时保护尖端几何结构，通过使(尖锐的)尖端例如引入到软垫中并且以这种方式不再能与电解质接触。例如可通过螺杆或气动的气缸这样将软垫压到针头或工件的尖端部，即、其尖端以其待保护的区域进入到软垫中，使得该区域被保护以免与电解质接触。以相同的方式有目的地通过工件载体的位置改变使针头或工件朝软垫运动或者两个物体(软垫、针头)朝彼此靠近地运动。软垫、柱塞或密封件在此可固定在设备处或设备的包括工件载体的模块处或与电极牢固地连接。为了不阻碍ECM电极和从针头中出来的电解质的激活，可有利的是，仅以需要的程度将针头引入到软垫中。作为优选的是，软垫可构造成平的板或更优选的是构造成轧辊，使得针头或工件在连续加工的过程中通过相应的旋转轧辊能够提供软垫的始终未被刺入的区域。为了避免由于刺入而对软垫引起的损坏，必要时可使软垫预先变形，使得针头或工件可贴靠在其上，但是没有刺入软垫中。
在前面实施方式的基础上明显的是，部分地遮蔽或遮光原则上仅需要在针尖已经获得其最终成型之后使用ECM的情况或实施方式中。因此如果根据本发明最优选地已经借助ECM制成单磨削以及进而还制成孔眼的倒圆时，可取消接下来的遮蔽。在特殊情况下，例如在孔眼的区域中过强的剥蚀导致棱边的不期望的变锋利时或在采用ECM制造小平面磨削的情况下(参见上述部分)，可同时特别是在ECM过程持续的结束时指示相应的遮蔽或遮光或冲洗。
至于上述冲洗、排挤、遮蔽或遮光，该措施原则上针对管节段的外壁并且电解质被提供在针头的内部(针头的内径中)。根据所期望的待制成针尖的几何形状和/或用于制造磨削部使用的技术可涉及冲洗、排挤、遮蔽或遮光，也可针对管节段的内部或针孔的区域、特别是在插入部分中的区域，而电解质环流节段或针头的外侧或外部区域。
根据本发明制造的具有通过ECM倒圆的孔眼的针头在现有技术中是未知的，因此本发明本身也包括这样的针头，其中后棱边(孔眼)以及孔眼的至少两侧相邻的区域(通过单磨削产生的侧棱边)直至可能存在的小平面磨削被钝化或倒圆。
根据本发明的方法和在此提及的设备因此非常好地适合用于简单地并且成本有利地制造医学用的针头。该方法通过省略传统的额外的加工步骤和多次地将针头夹紧和转换到不同的设备或作为组成部分或在功能上对应的设备构件的工件载体中的必要性而变得简单。
原则上，根据本发明方法还可包括用于去毛边、尖锐化和/或抛光的电极抛光的其他工序，其中，还在这种情况下优选地仅使用相应配置的设备，其除了前述构件或模块以外，额外地包括具有电极(例如由不锈钢构成的阴极)的容器以用于容纳酸性电解质(例如H2SO4/H3PO4/H2O的混合物)。
附图说明
下面根据附图详细说明本发明。在适当的情况下，在此作用相同的元件具有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中示出了已知的用于由管节段1制造针尖2的步骤。为了制造峰尖磨削，首先进行单磨削3(左侧为侧视图、右侧为俯视图)，然后从单磨削的两侧引入小平面磨削4(左)和5(右)。为了制造单磨削3，管节段1关于其纵轴线处于零位，而为了制造两个小平面磨削4和5，管节段分别以限定的角度、但是以相反的旋转方向围绕自身的纵轴线旋转，其中角度可在与零位呈10°和90°之间并且可根据客户需要选择。
在图2中示意性地示出电化学剥蚀(ECM)的工作原理。在图2A左边示出的管节段1作为工件8极化为阳极，其借助极化为阴极的电极6在存在电解质7(例如NaNO3)的情况下通过电化学方法加工，由此结果产生经倒圆的端部10，因为电场线8在棱边和尖端更密集并且在此处促使对材料剥蚀。
在图2B中示出了由于ECM在针孔的后面区域中引起的倒圆效果。在图示的左侧部分中以侧视图示出了针头，其在采用EDM和/或传统的磨削之后仅具有单磨削或包括两个小平面磨削的成品峰尖磨削，其中针孔的后面区域具有尖锐的孔眼11，而在采用ECM的情况下获得经倒圆(abgerundet)的或倒圆(verrundet)的孔眼12。由右侧图示同样可看出，针头的尖端、即由单磨削或峰尖磨削获得的针尖2的凸出的端部始终构造得尖锐。
在ECM技术的特定应用中会发生如下情况，不仅在孔眼的区域中，而且在(真正的)尖端的区域中，如果这些区域中存在电解质桥，那么通过杂散电解质产生材料剥蚀。这除了引起所期望的对孔眼的倒圆以外，还导致围绕孔眼的壁变薄或粗糙化并且可变色。因为针头的直径非常小，因此很难仅通过孔眼精确地定位电极(例如梳状电极或条状电极)并且同时确保仅在此处进行剥蚀，使得优选对无需加工的区域进行掩蔽，遮光或以其它的方式保护其免受剥蚀。但是，这种用于抑制电流并进而用于保护以免不期望的剥蚀的掩蔽或遮光会导致在未保护的和保护的区域之间的过渡区域中形成不期望的梯度。此外在针头小的情况下也很难精确地定位遮蔽部或覆盖部。
通过例如用水流到其上或冲洗无需加工的、即待保护的区域，使得该区域不可或仅可很少地接触电解质，可解决可能出现的问题。
如图3中所示，无需加工的区域在这种情况下从外部被水13流到其上或冲洗，而针头例如通过压力腔从内部被电解质7加载或穿流。电极、例如条状电极14定位在孔眼前面，并且在孔眼处从针孔的后面区域中出来的电解质7形成在孔眼和电极14之间的电解质桥。朝尖端的方向上离孔眼越远，则电解质7通过水冲洗得明显更稀释，由此实现了在具有剥蚀和没有剥蚀的区域之间的平缓的、无梯度的过渡。因此在孔眼的区域中，电解质7(尽可能地)不被稀释，因此在此剥蚀最大，这对于孔眼的倒圆是期望的。需要被不同加工的区域的纵向尺寸可通过调整在电解质流和水流之间的比例来影响，其中，在任何情况下可确保，最大程度地保持插入部分的通过磨削获得的尖端几何构造。这通过使该区域不与电解质7接触或仅与非常稀的电解质接触实现，从而在此存在微不足道的剥蚀。代替在这里所示的条状电极14，在较大的管直径的情况下也可替代地使用梳状电极15，其深入孔眼中。
如已经所述的那样，作为用于制造针尖的第一步骤单磨削的材料剥蚀以及切割长度是最大的，因此，ECM技术在此相对于EDM技术是优选的。为了实现快速而均匀的剥蚀，根据在图4中所示，管节段1应在待剥蚀的区域中充分地被尽可能未被稀释的电解质7流到其上，由此管节段1的内部(内径)被加载电解质7或者被电解质7穿流。可替代地或额外地，可使用电极6，其可被电解质7穿流并且具有孔，穿过该孔可将电解质7输送给工件9。而且在使用ECM制造单磨削、同时对孔眼倒圆的情况下必需的是，管节段在特定的区域中被例如水冲洗，以避免例如围绕孔眼的不期望的或过强的剥蚀。为了通过水冲洗来根据需要降低对电解质的稀释，可有利的是，仅部分地激活水冲洗，例如在ECM过程结束时。如在图4中所示，在电极6和管节段1或工件9之间的间隙在电化学剥蚀的过程中通过补充电极6最大程度地保持恒定。因为借助ECM原则上棱边被倒圆(参见图2)，所以同时为了制造单磨削对孔眼进行倒圆。然后，优选借助电腐蚀(EDM)制造小平面磨削。
如前所述，峰尖磨削的所有磨削(单磨削、小平面磨削)可借助ECM制造。对此根据前述的ECM单磨削可进行用于制造小平面磨削的另一个或另两个ECM步骤。然而，因为电化学剥蚀原则上使棱边和尖端倒圆，所以所有的棱边、例如还特别是通过单磨削产生的尖端只要与电解质接触就是圆的。为了获得具有尖锐的棱边的“尖锐”尖端，在该实施方式的范围中也可期待的是，相应地用水冲洗，这例如可参考图5进行，通过使水13流到或用水冲洗尖端并因此避免在尖端处的剥蚀。如果管节段以一定的横向距离彼此夹紧在设备的工件载体中，能够同时在一个步骤中在两侧产生小平面，其中电极6的空间构造相应于所期望的尖端几何结构，如图5A所示。可替代地或额外地，为了冲洗、掩蔽、或遮光可借助电抛光(EP)使得在插入部分中的尖端和棱边具有所期望的锐度。可替代的用于在已经完成单磨削之后同时产生两个小平面磨削的处理方法在图5B中示出。根据该实施方式，例如用水从内部冲洗针头，而用电解质从外部环流针头。一旦在针头的内径中引导的水流从针孔中朝尖端溢出，则该水流在尖端的方向上以及从外向内始终大量地与电解质混合，由此，其浓度在对于形成小平面磨削所期望的区域中最强，这通过使用弯曲的电极而有利地得以促进。因此，在液体射流中的纯水的区域在孔眼处与管内径一样宽并且朝尖端逐渐以及均匀地减小。通过在水流和电解质流之间的合适比例可使电解质沿着针头的插入部分实现提高的浓度，由此有助于制造所期望的尖端几何结构。
在图6中以对比的方式示出了根据本发明的针尖比传统制造的针尖更优越的性能。图6A是传统制造的具有明显存在的余留毛边的针尖的图示，而在根据图6B的图示中额外地示出了传统的标准针头的针孔的后面的和明显向内弯曲的区域的仍然椭圆形(尖锐的)的成型部(尖锐的孔眼11)。而根据图6C的图示示出了根据本发明借助ECM倒圆的孔眼12的区域。如还从6D和图6E中看出的那样，在两个版本中相同地构造具有尖端和尖锐棱边(尖端几何结构)的相应前面的插入部分。但是，在后面的开口部分中的区别更明显。以传统方式(EDM和/或磨削)所产生的开口部分构造成平的并且具有尖锐的内棱边和尖锐的后棱边(孔眼)(参见图6D)，借助ECM加工的开口部分具有倒圆的或钝的后棱边(倒圆的孔眼)和倒圆的或钝的内棱边，这些棱边是与孔眼直接相邻的区域或者甚至是如所示出的那样，直至小平面。因此标准针头的整个开口部分的内棱边都是仍然尖锐棱边的，而在根据本发明的针尖中，根据在图6E中的图示单切边17同样被倒圆，其中，开口部分的至少部分平的构造与根据本发明的教导不冲突，只要至少后面的棱边(孔眼)被倒圆，而对此没有采用在提及的区域中留下划痕或磨削痕迹等的机械工具，例如刷子。
在图7A中以侧视图示出了用于夹持、必要时转动并且接触管节段1的以及用于在设备的各个过程工位或过程模块之间运输工件的工件载体18。管节段1夹紧在两个条板19和20之间，其中条板中的其中一个(在此称为可移动的条板20)优选朝相反的方向可垂直于工件移动，由此，在零位中相对于其纵轴线被夹紧的工件在产生单磨削之后为了制造两个小平面磨削可向左或向右转动。为了补偿管节段1的公差并且提高在可移动的条板20和工件之间的摩擦，优选地对其用聚合物21涂层。借助气动的或电动的致动器(未示出)使条板20移动并且通过测量装置22监控。与可移动的条板20相对的接触条板19由可传导的材料制成或具有至少一个可传导的涂层，并且除了夹持和必要时转动管节段1以外用于接触管节段1或工件以进行电化学剥蚀(ECM)和可能的电腐蚀(EDM)。为了确保可靠地接触并且转动管节段1或工件，必须以限定的压紧力均匀地将条板19和20挤压在一起，这例如可借助弹簧或气动式进行。为了在设备的各个加工工位中足够精确地定位工件载体18，工件载体18具有至少一个定位元件(未示出)，例如以销或杆的形式。在设备的相应工位或加工模块中有与定位元件兼容的容纳设备、例如零电位设备或棱镜。工件载体18在设备的工位或模块中的布置在此可根据其特性是水平到垂直的。因此可能的是，管节段1或工件在不同的加工工位或模块(例如ECM；EDM；EP)加工，而无需在工位之间对其进行转换。
图7B在具有压力腔24的垂直布置中示出了具有夹紧的管节段的工件载体，借助压力腔电解质7可被引入到管节段的内径中以及可能用水13对在电极6上方的管节段的无需加工的外部区域进行冲洗、遮蔽或遮光，该电极可能也加载介质流。在根据本发明的使用ECM来制造单磨削并同时对所产生的孔眼倒圆的情况下，管节段优选从内部并且通过电极从外部被电解质穿流或流到其上，而在孔眼上方的管节段可在期望的情况下被水流到其上或冲洗，其中水对此优选地层状地在工件处沿着工件流动。以这种方式可确保装有管节段或工件的工件载体无需浸入到介质中。
在图7C中示出具有管节段1的这种压力腔或根据图7B的压力腔24的一部分。压力腔由两个半壳25构成，其具有在密封面处的弹性体密封部，其中，半壳25打开(左侧)以更换工件载体并且在加工时关闭(右侧)。压力腔24优选是每个ECM过程工位的其中一个的组成部分，但是也可作为模块提供，其与工件载体一起在设备的不同工位或模块之间被运输并且可通过此处存在的、兼容的容纳媒介或装置供以期望的液体。
在图7D中以侧视图示出了压力腔24、工件载体18、电极6和冲洗装置27的布置。在这里所示的应用范围中，电解质通过压力腔24从内部穿流管节段1或工件9，而通过在孔眼上方的冲嘴27用水从外部冲洗，其中水应层状地环绕冲洗针对剥蚀和沉积受保护的区域。但是必要时需注意，电解质在其作用位置没有或至少没有过于强烈地由于水冲洗而被稀释。因此，冲洗的范围取决于对待加工和可能需要保护区域的具体要求并且可选择地例如限定在针孔的特定区域或使用在整个针尖上。在工件载体18的下面示出了用于使在工件载体18内部的管节段1转动26的驱动器。
为了电腐蚀(EDM)可使用传统的线加工机或制阴模腐蚀机，其中，也可为设备的组成部分或设备在其功能上配置相应的模块。
优选地，为了可选择地水平或垂直地容纳工件载体使机械或模块配置夹紧设备，以及可选地，为了从内部冲洗管节段或工件使机械或模块配置前述压力腔。
附图标记列表
1 管节段、多个管节段
2 针尖、进入尖端
3 单磨削
4 第一小平面磨削
5 第二小平面磨削
6 电极(阴极)、工具电极
7 电解质
8 场线
9 工件(阳极)
10 倒圆的端部、倒圆的后棱边、后棱边的倒圆部
11 尖锐的端部/孔眼
12 倒圆的孔眼、倒圆的后棱边、后棱边的倒圆部
13 水、冲洗液体
14 条状电极、电极、工具电极
15 梳状电极、电极、工具电极
16 单磨削的面
17 倒圆的单切边
18 工件载体
19 接触条板、条板
20 可移动的条板、条板
21 聚合物涂层
22 测量装置
23 限定的压紧力
24 压力腔
25 半壳
26 用于转动的驱动器
27 冲洗装置、冲嘴

Claims (8)

1.一种用于制造针头的方法，所述针头由空心的管节段(1)在使用用于提供倾斜的插入端部的单磨削(3)的情况下制造，该插入端部具有前部的插入部分和后部的开口部分，其中，所述前部的插入部分具有倾斜的面，该倾斜的面从进入尖端向后延伸并且具有内部的侧棱边，并且其中，所述后部的开口部分具有倾斜的面，该倾斜的面从前部的插入部分的倾斜的面向后延伸并且具有内部的侧棱边以及经倒圆的后棱边(10、12)，其中，通过电化学剥蚀(ECM)在存在电解质(7)的情况下进行所述单磨削(3)并且对所述后棱边(10、12)进行倒圆。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解质(7)在电化学剥蚀期间引导通过所述管节段(1)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述插入端部的进入尖端通过侧面的小平面磨削(4、5)获得尖锐的尖端几何结构，其中，所述小平面磨削(4、5)通过磨削和/或电腐蚀产生。
4.一种用于制造针头的方法，所述针头由空心的管节段(1)在使用用于提供倾斜的插入端部的单磨削(3)的情况下制造，该插入端部具有前部的插入部分和后部的开口部分，其中，所述前部的插入部分具有倾斜的面，该倾斜的面从进入尖端向后延伸并且具有内部的侧棱边，并且其中，所述后部的开口部分具有倾斜的面，该倾斜的面从前部的插入部分的倾斜的面向后延伸并且具有内部的侧棱边以及经倒圆的后棱边(10、12)，并且其中，所述插入端部的进入尖端通过侧面的小平面磨削(4、5)获得尖锐的尖端几何结构，其特征在于，在通过电化学剥蚀(ECM)在存在电解质(7)的情况下对所述后棱边(10、12)进行倒圆之前，采用磨削和/或电腐蚀进行所述单磨削(3)以及侧面的小平面磨削(4、5)，其中，对所述插入端部的对应尖锐的尖端几何结构并且应该没有受到电化学剥蚀的区域遮光或遮蔽，以保护该区域以免与所述电解质(7)接触。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述遮光或遮蔽有选择地进行，通过使液体流到或冲洗该区域，液体选自由去离子的水、水和不可与所述电解质(7)混合的液体构成的组别中，和/或通过在所述区域中由压缩气体流到该区域来排挤所述电解质(7)。
6.一种用于制造针头的设备，所述针头由空心的管节段(1)在使用用于提供倾斜的插入端部的单磨削(3)的情况下制造，该插入端部具有前部的插入部分和后部的开口部分，其中，所述前部的插入部分具有倾斜的面，该倾斜的面从进入尖端向后延伸并且具有内部的侧棱边，并且其中，所述后部的开口部分具有倾斜的面，该倾斜的面从前部的插入部分的倾斜的面向后延伸并且具有内部的侧棱边以及经倒圆的后棱边(10、12)，其中，通过电化学剥蚀(ECM)在存在电解质(7)的情况下进行所述单磨削(3)并且对所述后棱边(10、12)进行倒圆，并且其中，所述插入端部的进入尖端通过侧面的小平面磨削(4、5)获得尖锐的尖端几何结构，其中，所述设备包括下面的构件或模块作为组成部分或为功能配置的单元：
(a)通过电化学剥蚀用于制造所述管节段(1)的单磨削(3)并且用于对所述开口部分的后棱边(10、12)倒圆的工具电极(6)；
(b)通过电腐蚀和/或用于磨削的媒介或装置用于制造所述管节段(1)的侧面的小平面磨削(4、5)的工具电极(6)；
(c)用于容纳并且用于夹紧多个待加工的管节段(1)的工件载体(18)；和
(d)用于提供对于电化学剥蚀和可能必要的电腐蚀所需的液体(电解质；电介质)的容器或用于可将各自的液体输送给有针对的作用位置的媒介或装置。
7.一种用于制造针头的设备，所述针头由空心的管节段(1)在使用用于提供倾斜的插入端部的单磨削(3)的情况下制造，该插入端部具有前部的插入部分和后部的开口部分，其中，所述前部的插入部分具有倾斜的面，该倾斜的面从进入尖端向后延伸并且具有内部的侧棱边，并且其中，所述后部的开口部分具有倾斜的面，该倾斜的面从前部的插入部分的倾斜的面向后延伸并且具有内部的侧棱边以及经倒圆的后棱边(10、12)，其中，通过电化学剥蚀(ECM)在存在电解质(7)的情况下对所述后棱边(10、12)进行倒圆，并且其中，所述插入端部的进入尖端通过侧面的小平面磨削(4、5)获得尖锐的尖端几何结构，其中，所述设备包括下面的构件或模块作为组成部分或为功能配置的单元：
(a)通过电腐蚀和/或用于磨削的媒介或装置用于制造所述管节段(1)的单磨削(3)和侧面的小平面磨削(4、5)的工具电极(6)；
(b)用于通过电化学剥蚀对所述开口部分的后棱边(10、12)倒圆的工具电极(6)；
(c)用于对所述插入端部的对应尖锐的尖端几何结构并且应该没有受到电化学剥蚀的区域遮光或遮蔽的媒介或装置；
(d)用于容纳并且用于夹紧多个待加工的管节段(1)的工件载体(18)；和
(e)用于提供对于电化学剥蚀和可能必要的电腐蚀所需的液体(电解质；电介质)的容器或用于可将各自的液体输送给有针对的作用位置的媒介或装置。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述用于遮光或遮蔽的媒介是选自由去离子的水、水和不可与所述电解质(7)混合的液体构成的组别或压缩气体。
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