随着改善人类健康和病人结果的新技术的出现，医学中使用的产品、设备和配件正变得越来越复杂。这些产品随处可见，从外科病房到康复中心，从小镇的诊所到家庭药箱。
无论何种类型的产品，它们都有一些共同的特点。
- 首先，它们必须安全使用，而这种安全程度当然包括制造它们的原材料。
- 它们必须是可靠的，具有可预测和可重复的性能所需的紧密公差。
- 它们通常是高度定制的，具有独特的设计，使它们适用于与人体解剖学有关的非常具体的应用。
- 而且，重要的是，新的产品理念能够被制成原型，测试，批准，并迅速推向市场。
数控加工是一个理想的制造解决方案，可以满足所有这些标准，甚至更多。
数控加工的技术现状
数控机床技术的进步是由市场的需求驱动的。下一代应用的复杂设计需要更高的精度和可重复性。这反过来又扩大了工具设计的物理可能性的范围。
机床制造商一直在寻找方法，通过控制振动、提高机床速度、降低维护成本，以及提供灵活的加工平台，在一台机床上执行多种复杂的任务来优化性能。
有三种先进的技术解决方案可以在所有这些方面提供帮助。
直线驱动
多轴数控机床在多个独立轴上行走。为此，大多数机器使用齿轮齿条式导轨或线性螺杆和往复球驱动系统。这两种类型都会受到摩擦和磨损的影响，在精度和速度方面都有限制。
但线性驱动系统的工作方式很像磁悬浮列车。电流与强大的磁铁相互作用，将滑块从导轨上悬浮起来，同时也驱动其行走。这意味着没有摩擦，没有磨损，也没有维护。直线驱动系统的移动速度更快，精度和准确度更高。
静液压导轨
另一个创新的驱动解决方案，也是为减少摩擦而校准的，是静液压导轨。它们使用精确研磨的导轨，用一层薄薄的油膜作为缓冲。油被不断地泵入和泵出一个滑块，这个滑块容纳工件。油的浮选可以平息振动，消除摩擦，从而使工件的表面光洁度极佳。
温度控制
当在性能的最前沿进行加工时，热量的积聚总是一个问题。这是因为所有材料在加热时的自然膨胀肯定会使公差失去控制，除非用非常严格的中央冷却来控制这种热量。此外，聪明的制造商已经想出了如何计算其系统中所有关键部件的膨胀率，然后相应地抵消这些运动。
更先进的机床允许制造更先进的产品，这在涉及医疗设备时当然也不例外。
没有其他大规模生产过程是如此可靠、精确、可扩展、具有成本效益和易于定制。让我们仔细看看数控加工如何在某些关键领域用于改善医疗设备的开发。
快速原型制作
每个新产品都是从原型开始的。对于医疗技术来说，这一点和其他行业一样真实。使用数控加工制作医疗原型有几个优点。
首先，它很快速。一旦设计被批准，一个成品零件可以在短短一天内被编程和加工。这让产品工程师可以马上开始工作，对原型制作过程中的关键步骤--适合性和功能进行测试。
物理原型有助于识别任何潜在的设计缺陷或可以改进的地方，如果需要做一些小的改动，只需做一些小的努力，就可以相应地改变机器程序。
数控加工的精度和可重复性
一旦设计完成，任何功能正常的数控机床或车床都可以制造出任何体积的重复部件，而且部件与部件之间的公差变化最小，通常为5微米或更小。在以前的时代，通过手动操作的机床实现这种程度的精度，需要机械大师在受控条件下的技能，而且速度要慢得多，费用也高得多。
现在，数字马达、复杂的软件和专门的切割工具使这种程度的完美很容易实现，而且完全可靠。因此，医疗产品设计师不再需要问--它能做到吗？是的，它可以。
可扩展性
一些大规模的生产过程首先依赖于制造专用的成型或铸造模具，如塑料注射成型或熔模铸造。这些模具的制造需要相当长的时间，并且需要大量的初始财政投资。从开发者的角度来看，收回这种投资成本的唯一方法是承诺在一段时间内制造大量的成品。
但许多医疗设计是高度定制的，不会大批量制造，所以投资于工具不是一个可行的选择。
数控加工不需要硬性工具，因此可以低成本地生产单个零件，并随着需求的增加慢慢提高产量。
多功能性
数控加工对被加工的原材料也是无所谓的，只要它有足够的硬度来承受切削工具的力量。可能会有一些小的机器调整，以考虑到不同类型的金属或塑料的速度和进给，但这种通用性基本上意味着设计师和医疗技术人员有广泛的余地来选择最适合预期应用的材料。
认证
有许多独立的认证可能适用于各种医疗设备，其中最重要的是ISO 13485。这规定了制造商已经证明了必要的监管链协议，以保障所有通过其设施的原材料以及任何成品或半成品。它们必须保持清洁和无污染，并与其他不合格产品隔离，而且必须证明原材料不含有害化学物质。
必须指出的是，当涉及到在美国为医疗设备申请FDA批准或许可，或在欧洲申请同等的CE标志时，负责提出必要申请的是设计的所有者或被许可人，而不是制造商。产品设计者必须证明有关项目在其生产的每个阶段都符合所有监管要求，因此与ISO注册的企业合作是实现这一目标的一种方式。
应用
由于其多功能性，数控加工可用于所有医疗产品的定制制造。
例如，不锈钢工具、镊子和夹子；用于骨骼修复的外科植入物；矫形器和假肢组件；消毒室的高温配件；测试设备的零部件；以及更多。这个清单确实是无穷无尽的。然而，数控加工并不适合大批量的塑料零件，这些零件应该用注射成型来代替。
数控加工的未来
美国已经有超过160家医院在现场拥有永久性的3D打印设施，以帮助在护理点附近制造高度定制的复杂形状。这表明，在现场制造实物以满足随时可能出现的特殊要求，而不需要进行预测，这是一种既定的、公认的需求。
出于同样的原因，数控加工在医院、诊所和医学研究中心也可能有一席之地。对于许多应用来说，数控加工比3D打印更快，而且它能生产的零件更坚固、更精确。
小型、便携、基本独立的多轴加工中心甚至可以很容易地放在偏远地区，在其他机会有限的地方提供快速、准确和廉价的制造解决方案。
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