تعدين مسحوق المعادن في تصنيع الأجهزة الطبية

هناك طلب كبير على الأجهزة الطبية الحديثة ، كما أن بنية العديد من الأجهزة الطبية متطورة للغاية ومعقدة ، لذلك هناك حاجة إلى تكنولوجيا تصنيع جديدة لتحل محل الإنتاج التقليدي. في الوقت الحاضر ، يمكن لتعدين مسحوق المعادن إنتاج منتجات ذات أشكال معقدة في فترة زمنية قصيرة ، والتي يمكن أن تلبي متطلبات تصنيع الأجهزة الطبية وتصبح طريقة تصنيع مثالية.

تكنولوجيا تعدين مسحوق المعادن

ميتالورجيا المساحيق المعدنية هي عملية تشكيل شبكي قريب تم تطويرها بسرعة في القرن العشرين. العملية العامة هي مسحوق + خليط خلط مسحوق تعدين إزالة الشحوم تلبد.

الأول هو مزج البوليمر مع المسحوق لإنتاج مادة تغذية ذات سيولة كافية ، وخلط موحد وتلبية متطلبات الحقن تحت ظروف معينة. والثاني هو اختيار درجة حرارة وضغط وسرعة مناسبة لتعدين المسحوق. والثاني هو تلبيد المسحوق بعد إزالة الموثق من فراغ الحقن. وأخيرًا ، يتم تشكيل الرابطة المعدنية ، ويتم الحصول على الأجزاء المطلوبة.

الأجهزة الطبية المصنعة بتقنية تعدين مسحوق المعادن

تتطلب الأجهزة الطبية بشكل عام قابلية استخدام جيدة وعمر خدمة طويل بما فيه الكفاية ، وتصميم مرن في تصميم الهيكل والشكل.

تم استخدام تكنولوجيا تعدين مسحوق المعادن لأول مرة في الأجهزة الطبية في أوائل الثمانينيات وأصبحت المنطقة الأسرع نموًا في سوق تعدين مسحوق المعادن.

قوس تقويم الأسنان

تم استخدام تكنولوجيا تعدين مسحوق المعادن لأول مرة في العلاج الطبي لإنتاج بعض أجهزة تقويم الأسنان. هذه المنتجات الدقيقة صغيرة الحجم للغاية ، والتوافق الحيوي ومقاومة التآكل. المواد الرئيسية المستخدمة هي الفولاذ المقاوم للصدأ 316L. في الوقت الحاضر ، لا تزال أقواس تقويم الأسنان هي المنتجات الرئيسية لصناعة تعدين مسحوق المعادن.

قامت شركة Forestadent Ltd. بإنتاج دعامة تقويم أسنان مقلوبة ذات اتجاهين مع تقنية تعدين مسحوق المعادن. يمكن زيادة الاحتفاظ الميكانيكي بمقدار 30%. يمكن تقليل احتكاك القوس إلى السلك المقوس بشكل كبير عن طريق تلميع القوس بعد التشكيل لمرة واحدة باستخدام ميتالورجيا المساحيق المعدنية.

أدوات جراحية

تتطلب الأدوات الجراحية قوة عالية ، وانخفاض تلوث الدم ، وإجراءات التطهير المسببة للتآكل. يمكن لمرونة التصميم في تكنولوجيا تعدين المساحيق المعدنية أن تلبي تطبيق معظم الأدوات الجراحية. كما أن لديها مزايا تقنية ويمكنها إنتاج منتجات معدنية مختلفة بتكلفة منخفضة. خطوة بخطوة تحل محل تكنولوجيا الإنتاج التقليدية وتصبح طريقة التصنيع الرئيسية.

طورت شركة FloMet Co.، Ltd. نوعًا من مخلب الفولاذ المقاوم للصدأ باستخدام تقنية تعدين مسحوق المعادن. وهي مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ 17-4PH بكثافة أكبر من 7.5 جم / سم 3. يمكن استخدامه لفهم الأشياء في جسم الإنسان أثناء العملية ولها وظيفة الملقط. تصميمه معقد للغاية ويتطلب دقة إنتاج عالية.

باستخدام تقنية ميتالورجيا المساحيق المعدنية للتشكيل والتلبد ، يمكنها تحقيق مستوى تحمل عالٍ ولا تحتاج إلى عدد كبير من تقنية معالجة المتابعة لتجنب تلف الشكل الخطي والهندسي للمخلب.

من الصعب إنتاج هذا النوع من مخلب الفولاذ المقاوم للصدأ مع شكل معقد عن طريق الصب أو التصنيع. يتطلب دورة إنتاج طويلة وتكلفة عالية. استخدام تكنولوجيا تعدين مسحوق المعادن لإنتاج هذا النوع من المخلب يمكن أن يوفر 60% من التكلفة.

تحتاج الأدوات الجراحية لمرة واحدة إلى تطوير عملية إنتاج دفعة منخفضة التكلفة. تستخدم شركة Smith Metal Products Corporation تقنية تعدين مسحوق المعادن لإنتاج مجموعة رمح ، والتي يمكن استخدامها في نوع جديد من الأدوات الجراحية التي يمكن التخلص منها. التكلفة هي فقط 1 / 4-1 / 5 من تلك المعالجة بواسطة أدوات ماكينات CNC السويسرية ، والكثافة هي 7.5. G / cm3 ، قوة الشد النهائية هي 1190 ميجا باسكال ، قوة الخضوع 1090 ميجا باسكال ، الاستطالة هي 6.0% ، والصلابة القصوى هي 33 HRC.

عملية التصنيع للمنتج هي كما يلي: أولاً ، يتم تشكيل جزأين محوريين بطول 178 مم بواسطة تقنية تعدين مسحوق المعادن ، ثم يتم لحام جزئين بالليزر ، يليهما بالقطع اللاحق والمعالجة الحرارية. هناك حاجة أيضًا إلى السفع الرملي والتخميل لتحقيق متطلبات تحمل أفضل.

أجزاء زرع الركبة

تتقدم تكنولوجيا تعدين مسحوق المعادن ببطء في مجال زراعة جسم الإنسان ، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن اعتماد المنتجات وقبولها يحتاجان إلى فترة طويلة.

في الوقت الحاضر ، يمكن استخدام تكنولوجيا تعدين مسحوق المعادن لإنتاج الأجزاء التي يمكن أن تحل محل العظام والمفاصل جزئيًا. سبائك Ti هي المادة المعدنية الرئيسية المستخدمة.

استخدمت شركة Maetta Sciences Inc الكندية بنجاح Ti-6Al-4V لإنتاج أجزاء عينة الركبة لزرع جسم الإنسان. تكون الغرسة تحت الضغط بشكل رئيسي بعد دخول جسم الإنسان ولديها توافق حيوي جيد. يتم استخدام ميتالورجيا المساحيق المعدنية لتشكيل ومن ثم الضغط المتساوي الحرارة الساخن ، يليه السفع الرملي والتلميع والأكسدة للحصول على خصائص سطح أفضل وتقليل الاحتكاك مع جسم الإنسان وتحسين التوافق وخدمة الحياة.

السمع أنبوب الصوت

يمكن أيضًا استخدام تكنولوجيا تعدين مسحوق المعادن لإنتاج أجزاء مختلفة من المعدات الطبية.

تستخدم شركة ميتالورجيا المساحيق المعدنية الهندية تكنولوجيا ميتالورجيا المساحيق المعدنية لإنتاج أنبوب صوتي للسمع لشركة Phonak في ألمانيا ، والذي له تأثير تحسين معدل الصوت وتعزيز السمع.

يمكن الحصول على هذا النوع من أنبوب صوت السمع مع شكل معقد عن طريق التلبد بعد تشكيل المعادن مسحوق المعادن. من أجل جعل سطح الأنبوب الصوتي سلسًا ، يمكن اتباع عملية واحدة فقط من السفع الرملي بالخرز الزجاجي.

كثافة أنبوب الصوت أكثر من 7.65 جم / سم 3 ، وقوة الشد القصوى 480 ميجا باسكال ، وقوة الخضوع 150 ميجا باسكال ، والاستطالة 45% ، وأقصى صلابة السطح 100 HRB. يمكن لتقنية تعدين المساحيق المعدنية أن تقلل التكلفة بمقدار 20% مقارنة بعملية الإنتاج التقليدية. -

يمكن أيضًا استخدام تقنية تعدين مسحوق المعادن لإنتاج العديد من المنتجات الطبية ، بما في ذلك الدعامات التداخلية ، والحماية من الإشعاع لمحاقن التنغستن عالية الكثافة المصنوعة من سبائك التنغستن ، والمعالجات الجراحية الدقيقة ، وأجزاء المنظار الداخلي للمضخات الدقيقة وأجهزة الاستنشاق للأدوية. -

الآفاق

وفقًا لأبحاث السوق الحديثة التي أجرتها BCCresearch حول تعدين مسحوق المعادن والسيراميك ، ستزيد القيمة السوقية العالمية لمكونات المعادن ومسحوق السيراميك من $1.5 مليار في عام 2012 إلى ما يقرب من $2.9 مليار في عام 2018 ، بمتوسط معدل نمو سنوي يبلغ 11.41 تي بي 2 تي.

في الوقت نفسه ، مع انخفاض مبيعات السيارات ، ستكون تكنولوجيا تعدين مسحوق المعادن أكثر في المجالات الطبية والطيران والإلكترونيات وغيرها من المجالات.

في النسخة الجديدة من خارطة طريق صناعة تعدين المساحيق الأوروبية ، تشير جمعية تعدين المساحيق الأوروبية إلى أن السوق الطبية جزء مهم للغاية من صناعة تعدين المساحيق.

مع التوسع المستمر في السوق ، سيكون تطبيق تكنولوجيا تعدين مسحوق المعادن في المجال الطبي أكثر عمقًا. كما سيتم تطوير المواد والعمليات الجديدة المختلفة القائمة على تقنية تعدين مسحوق المعادن بشكل مستمر.