Metalurgia de polvos metálicos en la fabricación de instrumentos médicos

Los dispositivos médicos modernos tienen una gran demanda, y la estructura de muchos dispositivos médicos también es muy sofisticada y compleja, por lo que se necesita una nueva tecnología de fabricación para reemplazar la producción tradicional. Hoy en día, la metalurgia de polvos metálicos puede producir en masa productos con formas complejas en un corto período de tiempo, que puede cumplir con los requisitos de fabricación de aparatos médicos y convertirse en un método de fabricación ideal.

Tecnología de metalurgia de polvos metálicos

La metalurgia de polvos metálicos es un proceso de formación de forma casi neta desarrollado rápidamente en el siglo XX. El proceso general es la sinterización de desengrasado de metalurgia en polvo + aglutinante.

El primero es mezclar el polímero con el polvo para producir un material de alimentación con suficiente fluidez, mezcla uniforme y requisitos de inyección satisfactorios bajo ciertas condiciones. El segundo es seleccionar una temperatura, presión y velocidad apropiadas para la metalurgia de polvos. El segundo es sinterizar el polvo después de retirar el aglutinante del blanco de inyección. Finalmente, se forma la unión metalúrgica y se obtienen las partes requeridas.

Aparatos médicos fabricados con tecnología de metalurgia de polvos metálicos.

Los dispositivos médicos generalmente requieren una buena usabilidad y una vida útil lo suficientemente larga, y un diseño flexible en diseño de estructura y forma.

La tecnología de metalurgia de polvos metálicos se utilizó por primera vez en aparatos médicos a principios de la década de 1980 y se ha convertido en el área de más rápido crecimiento en el mercado de la metalurgia de polvos metálicos.

Soporte de ortodoncia

La tecnología de metalurgia de polvos metálicos se utilizó por primera vez en el tratamiento médico para producir algunos aparatos de ortodoncia. Estos productos de precisión son muy pequeños en tamaño, biocompatibilidad y resistencia a la corrosión. El material principal utilizado es acero inoxidable 316L. En la actualidad, los brackets de ortodoncia siguen siendo los principales productos de la industria metalúrgica de polvos metálicos.

Forestadent Ltd. ha producido un soporte de ortodoncia invertido de dos vías con tecnología de metalurgia de polvos metálicos. La retención mecánica se puede aumentar en 30%. La fricción del soporte al arco se puede reducir enormemente al pulir el soporte después de formarse una vez con metalurgia de polvo metálico.

Herramientas quirurgicas

Las herramientas quirúrgicas requieren alta resistencia, baja contaminación sanguínea y procedimientos de desinfección corrosivos. La flexibilidad de diseño de la tecnología de metalurgia de polvos metálicos puede cumplir con la aplicación de la mayoría de las herramientas quirúrgicas. También tiene ventajas tecnológicas y puede producir diversos productos metálicos a bajo costo. Paso a paso reemplaza la tecnología de producción tradicional y se convierte en el principal método de fabricación.

FloMet Co., Ltd. desarrolló un tipo de garra de acero inoxidable utilizando tecnología de metalurgia de polvos metálicos. Está hecho de acero inoxidable 17-4PH con una densidad superior a 7,5 g / cm3. Se puede utilizar para agarrar objetos en el cuerpo humano durante la operación y tiene la función de pinzas. Su diseño es bastante complejo y requiere una alta precisión de producción.

Al utilizar la tecnología de metalurgia de polvos metálicos para formar y sinterizar, puede lograr un alto nivel de tolerancia y no necesita una gran cantidad de tecnología de procesamiento de seguimiento para evitar daños en la forma lineal y geométrica de la garra.

Es difícil producir este tipo de garra de acero inoxidable con forma compleja mediante fundición o mecanizado. Requiere un largo ciclo de producción y un alto costo. El uso de la tecnología de metalurgia de polvos metálicos para producir este tipo de garras puede ahorrar 60% del costo.

Las herramientas quirúrgicas únicas necesitan desarrollar un proceso de producción por lotes de bajo costo. Smith Metal Products Corporation utiliza tecnología de metalurgia de polvos metálicos para producir un conjunto de eje, que puede usarse en un nuevo tipo de instrumentos quirúrgicos desechables. El costo es solo 1 / 4-1 / 5 del procesado por las máquinas herramienta CNC suizas, y la densidad es 7.5. G / cm3, la resistencia máxima a la tracción es 1190 MPa, el límite elástico es 1090 MPa, el alargamiento es 6.0% y la dureza máxima es 33 HRC.

El proceso de fabricación del producto es el siguiente: en primer lugar, dos piezas de eje de 178 mm de largo están formadas por tecnología de metalurgia de polvos metálicos, luego dos partes son soldadas por láser, seguido de mecanizado posterior y tratamiento térmico. El arenado y la pasivación también son necesarios para lograr mejores requisitos de tolerancia.

Partes del implante de rodilla

La tecnología de metalurgia de polvos metálicos está progresando lentamente en el campo de la implantación del cuerpo humano, principalmente porque la certificación y la aceptación de los productos necesitan un largo período.

En la actualidad, la tecnología de metalurgia de polvos metálicos se puede utilizar para producir piezas que pueden reemplazar en parte los huesos y las articulaciones. La aleación de Ti es el principal material metálico utilizado.

Maetta Sciences Inc de Canadá ha utilizado con éxito Ti-6Al-4V para producir partes de muestra de rodilla para la implantación del cuerpo humano. El implante está principalmente bajo presión después de ingresar al cuerpo humano y tiene una buena biocompatibilidad. La metalurgia de polvos metálicos se usa para formar y luego prensado isostático en caliente, seguido de arenado, pulido y anodizado para obtener mejores propiedades de superficie, reducir la fricción con un cuerpo humano, mejorar la compatibilidad y la vida útil.

Tubo de sonido para audífonos

La tecnología de metalurgia de polvos metálicos también se puede utilizar para producir varias partes de equipos médicos.

La empresa de metalurgia de polvos indo-metálicos utiliza tecnología de metalurgia de polvos metálicos para producir un tubo de sonido para audífonos para la empresa Phonak en Alemania, que tiene el efecto de mejorar la tasa de sonido y promover la audición.

Este tipo de tubo de sonido para audífonos con forma compleja se puede obtener sinterizando después de la formación de metalurgia de polvos metálicos. Para suavizar la superficie del tubo de sonido, solo se puede seguir un proceso de chorro de arena con cuentas de vidrio.

La densidad del tubo de sonido es superior a 7,65 g/cm3, la resistencia máxima a la tracción es de 480 MPa, el límite elástico es de 150 MPa, el alargamiento es de 45% y la dureza superficial máxima es de 100 HRB. La tecnología de metalurgia de polvos metálicos puede reducir el costo en 20% en comparación con el proceso de producción tradicional. –

La tecnología de metalurgia de polvos metálicos también se puede utilizar para producir muchos productos médicos, incluidos stents intervencionistas, protección contra la radiación de jeringas de aleación de tungsteno de alta densidad, manipuladores microquirúrgicos, piezas de endoscopios con microbombas e inhaladores de medicamentos. –

Perspectivas

Según una reciente investigación de mercado de BCCresearch sobre pulvimetalurgia de metales y cerámicas, el valor de mercado global de los componentes de la pulvimetalurgia de metales y cerámicas aumentará de $1.500 millones en 2012 a casi $2.900 millones en 2018, con una tasa de crecimiento anual promedio de 11.4%.

Al mismo tiempo, con la disminución de las ventas de automóviles, la tecnología de metalurgia de polvos metálicos se centrará más en la medicina, la industria aeroespacial, la electrónica y otros campos.

En la nueva versión de la Hoja de ruta europea de la industria de la metalurgia de polvos, la Asociación Europea de la Metalurgia de polvos señala que el mercado médico es una parte extremadamente importante de la industria de la metalurgia de polvos.

Con la continua expansión del mercado, la aplicación de la tecnología de metalurgia de polvos metálicos en el campo de la medicina será cada vez más profunda. También se desarrollarán constantemente nuevos materiales y procesos basados en tecnología de metalurgia de polvos metálicos.