Die Zunahme der COVID-19-Fälle hat zu einer höheren Nachfrage nach medizinischen Geräten geführt, was wiederum die Bedeutung der Materialauswahl für Designer und Hersteller medizinischer Geräte unterstrichen hat. Es ist von entscheidender Bedeutung, die geeigneten Materialien für medizinische Teile und Geräte auszuwählen, um Benutzerfreundlichkeit, Qualität und Einhaltung von Standards sicherzustellen. Die Wahl der richtigen Materialien bietet den Vorteil maximaler Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit.
Metallische Biomaterialien oder medizinische Metalle werden in großem Umfang bei der Herstellung von chirurgischen Hilfsmitteln und Werkzeugen verwendet und bieten eine vielfältige Auswahl an Optionen. Die erfolgreiche Weiterentwicklung von Materialien wie Kobalt-Chrom-Legierungen, Edelstahl, Titan und verschiedenen Legierungen sowie deren breite Verwendung in der Zahnmedizin und Orthopädie haben die Bedeutung metallischer medizinischer Materialien bei der Herstellung medizinischer Geräte fest etabliert.
Bei der Entwicklung von Geräten für medizinische Zwecke und das Gesundheitswesen ist es für Hersteller von großer Bedeutung, bei der Auswahl der geeigneten Rohstoffe vorsichtig zu sein. Die ausgewählten Materialien müssen nicht nur die erforderlichen technischen Spezifikationen für die Anwendung erfüllen, sondern auch sicherstellen, dass bei Kontakt mit dem menschlichen Körper oder den verschiedenen Chemikalien, die in klinischen Umgebungen häufig vorkommen, keine potenziellen Risiken bestehen. Sowohl die funktionalen Anforderungen als auch die Kompatibilität der Materialien mit dem Verwendungszweck müssen sorgfältig berücksichtigt werden.
Im Medizin- und Gesundheitsbereich haben sich zahlreiche reine Metalle und Metalllegierungen bewährt. In diesem Artikel werden die dreizehn häufigsten Arten metallischer Biomaterialien und Metalle vorgestellt, die bei der Herstellung medizinischer Geräte verwendet werden.
13 Arten von Metallen für die Herstellung medizinischer Teile und Geräte
Sehen wir uns die dreizehn häufigsten Arten reiner Metalle und Metalllegierungen, ihre Anwendungen sowie ihre Vor- und Nachteile bei der Herstellung von Medizin- und Gesundheitsgeräten an.
1. Edelstahl
Rostfreier Stahl eignet sich aufgrund seiner ungiftigen, nicht korrosiven und langlebigen Beschaffenheit hervorragend für eine Vielzahl medizinischer Geräte. Darüber hinaus kann es zu einem feinen Finish poliert werden, das sich leicht reinigen lässt. Da Edelstahl in verschiedenen Varianten mit jeweils einzigartigen mechanischen und chemischen Eigenschaften erhältlich ist, ist die Auswahl des geeigneten Typs von entscheidender Bedeutung.
Aufgrund ihrer außergewöhnlichen Korrosionsbeständigkeit werden Edelstahl 316 und 316L am häufigsten für medizinische Implantate und Piercings verwendet. Diese Eigenschaft ist wichtig, um eine Korrosion des Blutkreislaufs zu verhindern, die zu Infektionen und möglicherweise tödlichen Folgen führen kann. Darüber hinaus enthält Edelstahl Sorten mit niedrigem Nickelgehalt, sodass Patienten selten unter allergischen Reaktionen auf Nickel leiden.
440er Edelstahl wird üblicherweise bei der Herstellung chirurgischer Instrumente verwendet. Obwohl es im Vergleich zu 316 eine geringere Korrosionsbeständigkeit bietet, ist dies aufgrund seines höheren Kohlenstoffgehalts möglich Wärmebehandlung, was zur Entstehung von führte scharfe Kanten Geeignet für Schneidinstrumente. Edelstahl findet in der Orthopädie breite Anwendung, beispielsweise beim Ersatz von Hüftgelenken und der Stabilisierung gebrochener Knochen mithilfe von Schrauben und Platten. Darüber hinaus wird es häufig zur Herstellung haltbarer und leicht zu reinigender chirurgischer Instrumente wie Hämostatika, Pinzetten, Pinzetten und anderer Geräte verwendet, die sowohl Haltbarkeit als auch Sterilität erfordern.
Da Edelstahl Eisen enthält, das im Laufe der Zeit zu Korrosion führen kann, besteht eine Gefahr für das umliegende Gewebe, wenn das Implantat beschädigt wird. Im Vergleich dazu bieten medizinische Metalle wie Titan oder Kobaltchrom eine höhere Korrosionsbeständigkeit. Beachten Sie jedoch, dass diese alternativen Metalle teurer sein können.
2. Kupfer
Aufgrund seiner relativ schwächeren Festigkeit Kupfer wird nicht in großem Umfang zur Herstellung von chirurgischen Geräten und Implantaten verwendet. Seine bemerkenswerten antibakteriellen und antiviralen Eigenschaften machen es jedoch zu einer bevorzugten Wahl im Bereich der Chirurgie und Krankheitsprävention.
Die direkte Verwendung von Kupfer für medizinische Implantate ist aufgrund seiner Weichheit und potenziellen Toxizität im Gewebe ungewöhnlich. Bestimmte Kupferlegierungen werden jedoch immer noch in Zahnimplantaten und zur Minderung von Infektionsrisiken eingesetzt Knochentransplantationsoperationen.
Kupfer zeichnet sich als medizinisches Metall aufgrund seiner außergewöhnlichen antiviralen und antibakteriellen Eigenschaften aus. Dies macht Kupfer zu einem idealen Material für häufig berührte Oberflächen wie Türgriffe, Bettgitter und Schalter. Was Kupfer auszeichnet, ist, dass FDA hat über 400 verschiedene Kupferlegierungen als Biozid zugelassen und verhindert so wirksam die Übertragung von Viren wie SARS-CoV-2.
Wenn reines Kupfer der Umwelt ausgesetzt wird, oxidiert es leicht, was zu einer grünlichen Farbe führt. Trotzdem behält es seine antimikrobiellen Eigenschaften. Manche Menschen empfinden die Verfärbung jedoch möglicherweise als unschön. Um diesem Problem entgegenzuwirken, werden üblicherweise Legierungen eingesetzt, die unterschiedliche Wirksamkeitsgrade gegen Mikroben bieten. Eine weitere Möglichkeit ist das Aufbringen dünner Filmbeschichtungen, um Oxidation zu verhindern und gleichzeitig die antibakteriellen Eigenschaften von Kupfer zu bewahren.
3. Titan
Titan ist unter den Metallen, die üblicherweise bei der Herstellung medizinischer Geräte verwendet werden, sehr beliebt. Neben internen medizinischen Geräten wird es auch bei der Herstellung externer Geräte wie chirurgischer Instrumente, zahnmedizinischer Geräte und orthopädischer Ausrüstung eingesetzt. Reines Titan, das für seine extreme Inertheit bekannt ist, ist die teuerste Option, die oft für Komponenten mit höchster Zuverlässigkeit oder für den langfristigen Einsatz im Körper eines Patienten nach einer Operation reserviert ist.
Heutzutage wird Titan häufig als Ersatz für Edelstahl verwendet, insbesondere bei der Herstellung von Knochenstützen und -ersatz. Titan besitzt eine vergleichbare Festigkeit und Haltbarkeit wie Edelstahl und ist gleichzeitig leichter. Darüber hinaus weist es hervorragende Biokompatibilitätseigenschaften auf.
Auch für Zahnimplantate eignen sich Titanlegierungen hervorragend. Dies wird auf die Tatsache zurückgeführt, dass Titan verwendet werden kann Metall 3D-Druck um vollständig maßgeschneiderte Komponenten auf der Grundlage der Scans und Röntgenaufnahmen eines Patienten herzustellen. Dies ermöglicht eine einwandfreie Passform und individuelle Lösung.
Titan zeichnet sich durch seine leichte und robuste Beschaffenheit aus und übertrifft Edelstahl in puncto Korrosionsbeständigkeit. Dennoch sind bestimmte Einschränkungen zu beachten. Titanlegierungen können unter kontinuierlicher dynamischer Belastung eine unzureichende Biegeermüdungsbeständigkeit aufweisen. Darüber hinaus ist Titan beim Einsatz in Ersatzgelenken nicht so widerstandsfähig gegen Reibung und Verschleiß.
4. Kobalt-Chrom
Bestehend aus Chrom und Kobalt, Kobalt-Chrom ist eine Legierung, die für chirurgische Instrumente mehrere Vorteile bietet. Seine Eignung für 3d Drucken und CNC-Bearbeitung ermöglicht eine bequeme Gestaltung gewünschter Formen. Außerdem, Elektropolieren wird implementiert, um eine glatte Oberfläche zu gewährleisten und das Risiko einer Kontamination zu minimieren. Mit hervorragenden Eigenschaften wie Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit gehört Kobalt-Chrom zu den ersten Wahlen für Metalllegierungen. Aufgrund seiner Biokompatibilität eignet es sich ideal für orthopädische Prothetik, Gelenkersatz und Zahnimplantate.
Kobalt-Chrom-Legierungen sind hoch angesehene medizinische Metalle, die für den Ersatz von Hüft- und Schulterpfannen verwendet werden. Es bestehen jedoch Bedenken hinsichtlich der möglichen Freisetzung von Kobalt-, Chrom- und Nickelionen in den Blutkreislauf, da sich diese Legierungen mit der Zeit allmählich abnutzen.
5. Aluminium
Selten in direktem Kontakt mit dem Körper, Aluminium wird nach wie vor häufig bei der Herstellung verschiedener Unterstützungsausrüstungen verwendet, die leichte, robuste und korrosionsbeständige Eigenschaften erfordern. Beispiele hierfür sind intravenöse Stents, Gehstöcke, Bettgestelle, Rollstühle und orthopädische Stents. Aufgrund seiner Neigung zu rosten oder zu oxidieren, erfordern Aluminiumkomponenten in der Regel Lackier- oder Eloxalprozesse, um ihre Haltbarkeit und Lebensdauer zu erhöhen.
6. Magnesium
Magnesiumlegierungen sind medizinische Metalle, die für ihre außergewöhnliche Leichtigkeit und Festigkeit bekannt sind und dem Gewicht und der Dichte von natürlichem Knochen ähneln. Darüber hinaus weist Magnesium eine biologische Sicherheit auf, da es im Laufe der Zeit auf natürliche und sichere Weise biologisch abgebaut wird. Aufgrund dieser Eigenschaft eignet es sich für temporäre Stents oder den Ersatz von Knochentransplantaten, sodass keine sekundären Entfernungsverfahren erforderlich sind.
Allerdings oxidiert Magnesium schnell, was zu einer Oxidation führt Oberflächenbehandlung. Darüber hinaus kann die Bearbeitung von Magnesium eine Herausforderung darstellen und es müssen Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, um potenziell flüchtige Reaktionen mit Sauerstoff zu vermeiden.
7. Gold
Gold, möglicherweise eines der ersten medizinischen Metalle, die verwendet wurden, zeichnet sich durch hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität aus. Seine Formbarkeit ermöglicht eine einfache Formgebung, was es in der Vergangenheit zu einer beliebten Wahl für verschiedene Zahnreparaturen machte. Diese Praxis ist jedoch weniger verbreitet und wird nun durch Gold ersetzt Synthetische Materialien in vielen Fällen.
Obwohl Gold einige biozide Eigenschaften besitzt, ist es erwähnenswert, dass seine Kosten und Seltenheit seine Verwendung einschränken. Typischerweise wird Gold in sehr dünnen Beschichtungen und nicht als massives Gold verwendet. Vergoldungen finden sich häufig auf Leitern, Drähten und anderen mikroelektronischen Komponenten, die in Elektrostimulationsimplantaten verwendet werden Sensoren.
8. Platin
Platin, ein weiteres äußerst stabiles und inertes Metall, gilt aufgrund seiner Biokompatibilität und außergewöhnlichen Leitfähigkeit als hervorragende Option für chirurgische Geräte und Ausrüstung. Empfindliche Platindrähte werden häufig in internen elektronischen Implantaten wie Hörgeräten und Herzschrittmachern verwendet. Darüber hinaus findet Platin seine Anwendung im Zusammenhang mit neurologischen Störungen und der Überwachung von Gehirnströmen.
9. Silber
Ähnlich wie Kupfer besitzt Silber inhärente antimikrobielle Eigenschaften, was es für verschiedene Anwendungen wertvoll macht. Es findet Verwendung in Stents und nicht tragenden Implantaten und wird sogar in zementäre Verbindungen eingearbeitet, die zum Knochenverputzen verwendet werden. Darüber hinaus wird Silber mit Zink oder Kupfer legiert, um Zahnfüllungen herzustellen.
10. Tantal
Tantal weist bemerkenswerte Eigenschaften wie hohe Hitzebeständigkeit, hervorragende Bearbeitbarkeit, Säure- und Korrosionsbeständigkeit sowie eine Kombination aus Duktilität und Festigkeit auf. Als hochporöses feuerfestes Metall erleichtert es das Knochenwachstum und die Knochenintegration und eignet sich daher für Implantate bei Vorhandensein von Knochen.
Tantal findet aufgrund seiner Immunität gegenüber Körperflüssigkeiten und Korrosionsbeständigkeit Anwendung in verschiedenen medizinischen Instrumenten und diagnostischen Markierungsbändern. Das Aufkommen von 3d Drucken hat die Verwendung von Tantal in Schädelknochenersatz und zahnmedizinischen Geräten wie Kronen oder Kronen ermöglicht schrauben Beiträge. Aufgrund seiner Seltenheit und Kosten wird Tantal jedoch häufig in Verbundwerkstoffen und nicht in reiner Form verwendet.
11. Nitinol
Nitinol ist eine Legierung aus Nickel und Titan, die für ihre außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität bekannt ist. Seine einzigartige Kristallstruktur ermöglicht eine Superelastizität und einen Formgedächtniseffekt. Diese Eigenschaften haben die Medizingeräteindustrie revolutioniert, da sie es dem Material ermöglichen, nach der Verformung abhängig von einer bestimmten Temperatur in seine ursprüngliche Form zurückzukehren.
Bei medizinischen Eingriffen, bei denen Präzision von entscheidender Bedeutung ist, bietet Nitinol Flexibilität für die Navigation in engen Räumen und behält gleichzeitig die Haltbarkeit bei, um erheblichen Belastungen standzuhalten (bis zu 8%). Sein geringes Gewicht und seine hervorragende Leistung machen es zur idealen Wahl für die Herstellung verschiedener biomedizinischer Anwendungen. Beispiele hierfür sind kieferorthopädische Drähte, Knochenanker, Klammern, Abstandshalter, Herzklappenwerkzeuge, Führungsdrähte und Stents. Nitinol kann auch zur Erstellung von Markern und Diagnoselinien zur Lokalisierung von Brusttumoren verwendet werden und bietet so weniger invasive Optionen für die Diagnose und Behandlung von Brustkrebs.
12. Niob
Niob, ein feuerfestes Spezialmetall, findet Anwendung in modernen medizinischen Geräten. Es ist für seine außergewöhnliche Inertheit und Biokompatibilität bekannt. Neben seinen wertvollen Eigenschaften wie der hohen thermischen und elektrischen Leitfähigkeit wird Niob häufig bei der Herstellung kleiner Komponenten für Herzschrittmacher eingesetzt.
13. Wolfram
Wolfram wird häufig in medizinischen Geräten verwendet, insbesondere bei der Herstellung von Schläuchen für minimalinvasive Eingriffe wie Laparoskopie und Endoskopie. Es bietet mechanische Festigkeit und kann auch die Anforderungen an Strahlenundurchlässigkeit erfüllen, wodurch es für Fluoreszenzinspektionsanwendungen geeignet ist. Darüber hinaus übertrifft die Dichte von Wolfram die von Blei, was es zu einer umweltfreundlichen Alternative für Strahlenschutzmaterialien macht.
Biokompatible Materialien für medizinische Geräte verfügbar
Wenn es um biokompatible Materialien geht, die im Gesundheitswesen verwendet werden, müssen sie bestimmte Kriterien einhalten, die für andere Produkte möglicherweise nicht gelten.
Beispielsweise müssen sie bei Kontakt mit menschlichem Gewebe oder Körperflüssigkeiten ungiftig sein. Darüber hinaus sollten sie beständig gegen die zur Sterilisation verwendeten Chemikalien wie Reinigungs- und Desinfektionsmittel sein. Medizinische Metalle, die für Implantate verwendet werden, müssen ungiftig, nicht korrodierend und nicht magnetisch sein. Die Forschung erforscht ständig neue Metalllegierungen sowie andere Materialien wie Plastik und Keramik, um ihre Eignung als biokompatible Materialien zu beurteilen. Darüber hinaus sind einige Materialien möglicherweise für den kurzfristigen Kontakt sicher, für dauerhafte Implantate jedoch nicht geeignet.
Aufgrund der zahlreichen beteiligten Variablen zertifizieren Aufsichtsbehörden wie die FDA in den Vereinigten Staaten und andere globale Behörden keine Rohstoffe für Medizinprodukte per se. Stattdessen wird die Klassifizierung dem Endprodukt und nicht seinem Ausgangsmaterial zugewiesen. Dennoch bleibt die Auswahl eines biokompatiblen Materials der erste und entscheidende Schritt auf dem Weg zur gewünschten Klassifizierung.
Warum sind Metalle das bevorzugte Material für Komponenten medizinischer Geräte?
In Situationen, in denen außergewöhnliche Festigkeit und Steifigkeit erforderlich sind, sind Metalle, insbesondere bei kleinen Querschnitten, oft die bevorzugte Wahl. Sie eignen sich gut für Komponenten, die in komplizierte Formen geformt oder bearbeitet werden müssen, wie z Sonden, Klingen und Spitzen. Darüber hinaus zeichnen sich Metalle durch mechanische Teile aus, die mit anderen Metallkomponenten wie Hebeln interagieren. Getriebe, Folien und Auslöser. Sie eignen sich auch für Komponenten, die einer Hochtemperatursterilisation unterzogen werden oder im Vergleich zu Materialien auf Polymerbasis bessere mechanische und physikalische Eigenschaften erfordern.
Metalle bieten typischerweise eine haltbare und glänzende Oberfläche, die eine einfache Reinigung und Sterilisation erleichtert. Titan, Titanlegierungen, Edelstahl und Nickellegierungen erfreuen sich in medizinischen Geräten großer Beliebtheit, da sie die strengen Reinigungsanforderungen im Gesundheitswesen erfüllen können. Umgekehrt sind Metalle, die zu unkontrollierter und zerstörerischer Oberflächenoxidation neigen, wie etwa Stahl, Aluminium oder Kupfer, von solchen Anwendungen ausgeschlossen. Diese Hochleistungsmetalle zeichnen sich durch einzigartige Eigenschaften, einige Einschränkungen und außergewöhnliche Vielseitigkeit aus. Die Arbeit mit diesen Materialien erfordert innovative Designansätze, die sich von denen unterscheiden können, die normalerweise bei Standardmetallen oder Kunststoffen verwendet werden, und den Produktingenieuren eine Vielzahl von Möglichkeiten bieten.
Bevorzugte Formen bestimmter Metalle für medizinische Geräte
Es gibt verschiedene Formen von Titanlegierungen, Edelstahl und aushärtbaren Legierungen, die üblicherweise in der medizinischen Industrie verwendet werden, darunter Platten, Stangen, Folien, Streifen, Bleche, Stangen und Drähte. Diese unterschiedlichen Formen sind notwendig, um den spezifischen Anforderungen der oft kleinen und komplexen Komponenten medizinischer Geräte gerecht zu werden.
Um diese Formen automatisch herzustellen Stanzpressen werden typischerweise eingesetzt. Bänder und Drähte sind die am häufigsten verwendeten Ausgangsmaterialien für diese Art der Verarbeitung. Diese Walzformen sind in verschiedenen Größen erhältlich, wobei die Banddicke von ultradünner Folie mit 0,001 Zoll bis 0,125 Zoll reicht und Flachdraht in Dicken von 0,010 Zoll bis 0,100 Zoll und Breiten von 0,150 Zoll bis 0,750 Zoll erhältlich ist .
Überlegungen zur Verwendung von Metallen bei der Herstellung medizinischer Geräte
In diesem Sektor gehen wir auf vier Hauptfaktoren bei der Verwendung von Metallen für die Herstellung medizinischer Geräte ein: Bearbeitung, Formbarkeit, Härtekontrolle usw Oberflächenfinish.
1. Bearbeitung
Die Bearbeitungseigenschaften der 6-4-Legierung ähneln stark denen von austenitischen Edelstählen, wobei beide Materialien etwa 22% von AISI B-1112-Stahl erreichen. Es ist jedoch zu beachten, dass Titan mit Hartmetallwerkzeugen reagiert und diese Reaktion durch Hitze verstärkt wird. Daher wird empfohlen, bei der Bearbeitung von Titan eine starke Überflutung mit Schneidflüssigkeit durchzuführen.
Es ist wichtig, die Verwendung von Flüssigkeiten zu vermeiden, die Halogen enthalten, da diese das Risiko einer Spannungskorrosion bergen können, wenn sie nach der Bearbeitung nicht gründlich entfernt werden.
2. Formbarkeit
Stampfer bevorzugen in der Regel Materialien, die sich leicht kalt verformen lassen. Es ist jedoch zu beachten, dass die Formbarkeit umgekehrt mit den spezifischen Eigenschaften zusammenhängt, die Käufer bei der Auswahl dieser Legierungen anstreben, wie beispielsweise ausgezeichnete Härte und Festigkeit.
Beispielsweise müssen chirurgische Klammern eine maximale Festigkeit aufweisen, um auch bei einem sehr dünnen Querschnitt ein Ablösen zu verhindern. Gleichzeitig müssen sie äußerst formbar sein, damit Chirurgen sie fest verschließen können, ohne dass invasive Klammerwerkzeuge erforderlich sind.
Während der Nachwalzphase kann effektiv ein Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Formbarkeit erreicht werden. Durch sorgfältiges Walzen des Bandes auf die gewünschte Dicke und Glühen zwischen den Durchgängen, um den Auswirkungen der Kaltverfestigung entgegenzuwirken, wird ein optimales Maß an Umformbarkeit erreicht.
Nachwalzer verwenden einen Prozess der abwechselnden Wärmebehandlung und Kaltwalzen um ein formbares Material bereitzustellen, das sich gut zum Formen, Ziehen und Stanzen mit herkömmlichen Multislide- und Multistanzgeräten eignet.
Während die Duktilität von Titan und seinen Legierungen möglicherweise geringer ist als die anderer häufig verwendeter Strukturmetalle, können Bandprodukte bei Raumtemperatur immer noch leicht umgeformt werden, wenn auch langsamer als bei rostfreiem Stahl.
Nach der Kaltumformung weist Titan aufgrund seines geringen Elastizitätsmoduls, das etwa halb so hoch ist wie das von Stahl, eine Rückfederung auf. Es ist zu beachten, dass der Grad der Rückfederung mit der Festigkeit des Metalls zunimmt.
Wenn die Bemühungen bei Raumtemperatur nicht ausreichen, können Umformvorgänge bei erhöhten Temperaturen durchgeführt werden, da die Duktilität von Titan mit der Temperatur zunimmt. Im Allgemeinen werden unlegierte Titanbänder und -bleche kaltumgeformt.
Es gibt jedoch eine Ausnahme für Alpha-Legierungen, die gelegentlich auf Temperaturen zwischen 600 °F und 1200 °F erhitzt werden, um ein Zurückfedern zu verhindern. Es ist zu beachten, dass oberhalb von 1100 °F die Oxidation von Titanoberflächen ein Problem darstellt und daher möglicherweise eine Entkalkung erforderlich ist.
Da die Kaltschweißeigenschaften von Titan höher sind als die von Edelstahl, ist eine ordnungsgemäße Schmierung bei der Durchführung von Arbeiten mit Titan, das damit in Kontakt kommt, von entscheidender Bedeutung Metallstempel oder Umformausrüstung.
3. Härtekontrolle
Verwendung eines Walz- und Glühprozesses, um ein Gleichgewicht zwischen Formbarkeit und Festigkeit in Legierungen zu erreichen. Durch das Glühen zwischen den einzelnen Walzdurchgängen werden die Auswirkungen der Kaltverfestigung eliminiert, was zu der gewünschten Härte führt, die die Festigkeit des Materials beibehält und gleichzeitig die erforderliche Formbarkeit bietet.
Um strenge Spezifikationen zu erfüllen und Kosten zu minimieren, sind Experten von Runsom-Präzision kann bei der Legierungsauswahl behilflich sein und umfassende Lösungen für Ihre medizinische Metallbearbeitung anbieten. Dadurch wird sichergestellt, dass die Legierungen die gewünschte Kombination von Eigenschaften besitzen und den spezifischen Anforderungen und Einschränkungen entsprechen.
4. Oberflächenbeschaffenheit
Während der Nachwalzphase wird die Oberflächenbeschaffenheit von Bandprodukten auf Titanbasis und Edelstahl bestimmt. Designer haben eine Vielzahl von Optionen zur Auswahl, darunter eine helle und reflektierende Oberfläche, eine matte Oberfläche, die die Schmierstoffübertragung erleichtert, oder andere spezielle Oberflächen, die für Klebe-, Löt- oder Schweißzwecke erforderlich sind.
Die Oberflächengüten entstehen durch den Kontakt zwischen den Arbeitswalzen und dem Material im Walzwerk. Beispielsweise führt die Verwendung hochpolierter Hartmetallwalzen zu einer spiegelhellen und reflektierenden Oberfläche, während kugelgestrahlte Stahlwalzen eine matte Oberfläche mit einer Rauheit von 20–40 µin erzeugen. RMS. Kugelgestrahlte Hartmetallwalzen sorgen für ein mattes Finish mit einer Dicke von 18–20 µZoll. RMS-Rauheit.
Mit diesem Verfahren ist es möglich, eine Oberfläche mit einer Rauheit von bis zu 60 µin zu erzeugen. RMS, was einem relativ hohen Niveau entspricht Oberflächenrauheit.
Häufig verwendete Metalle und Legierungen für medizinische Anwendungen
Edelstahl, Titan und Nickelbasislegierungen gelten im Vergleich zu herkömmlichen als fortschrittlichere Materialien. Sie bieten jedoch auch ein breiteres Leistungsspektrum. Diese Materialien haben die Fähigkeit, ihre mechanischen Eigenschaften durch Prozesse wie Erhitzen, Abkühlen und Abschrecken zu verändern. Darüber hinaus können sie im Laufe der Verarbeitung bei Bedarf weitere Modifikationen erfahren. Beispielsweise kann das Walzen von Metallen in dünnere Stärken ihre Härte erhöhen, während durch Glühen ihre Eigenschaften auf einen präzisen Härtegrad zurückgeführt werden können, was eine kostengünstige Formgebung ermöglicht.
Diese Metalle funktionieren gut medizinische Anwendungen. Sie weisen eine außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit auf, verfügen über hohe mechanische Fähigkeiten, bieten eine breite Palette an Oberflächenbehandlungsoptionen und bieten eine hervorragende Vielseitigkeit in der Produktion, sobald sich die Designer mit ihrer Komplexität vertraut gemacht haben.
Fazit
Bei der Herstellung medizinischer Geräte ist die sorgfältige Auswahl der geeigneten Metalle von entscheidender Bedeutung. Zu den für diesen Zweck häufig verwendeten Metallen gehören Edelstahl, Titan, Kobalt-Chrom, Kupfer, Tantal und Platin. Diese Metalle werden aufgrund ihrer hervorragenden Biokompatibilität und Haltbarkeit bevorzugt. Auch wenn Palladium zunehmend an Bedeutung gewinnt, ist seine Verwendung aufgrund der höheren Kosten relativ begrenzt. Wir hoffen, dass dieser Leitfaden Ihnen dabei hilft, das geeignete Metall zu finden, das Ihre medizinischen Projekte oder Anwendungen erfüllt.
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