Métallurgie des poudres métalliques dans la fabrication d'instruments médicaux

Les appareils médicaux modernes sont très demandés et la structure de nombreux appareils médicaux est également très sophistiquée et complexe, une nouvelle technologie de fabrication est donc nécessaire pour remplacer la production traditionnelle. De nos jours, la métallurgie des poudres métalliques peut produire en masse des produits aux formes complexes en peu de temps, qui peuvent répondre aux exigences de fabrication des appareils médicaux et devenir une méthode de fabrication idéale.

Technologie de métallurgie des poudres métalliques

La métallurgie des poudres métalliques est un processus de formation de forme presque nette développé rapidement au 20e siècle. Le procédé général est le mélange frittage dégraissage métallo-poudre poudre + liant.

La première consiste à mélanger le polymère avec de la poudre pour produire un matériau d'alimentation avec une fluidité suffisante, un mélange uniforme et satisfaisant aux exigences d'injection dans certaines conditions. La seconde consiste à sélectionner une température, une pression et une vitesse appropriées pour la métallurgie des poudres. La seconde consiste à fritter la poudre après avoir retiré le liant de l'ébauche d'injection. Enfin, une liaison métallurgique est formée et les pièces requises sont obtenues.

Appareils médicaux fabriqués par la technologie de la métallurgie des poudres métalliques

Les appareils médicaux nécessitent généralement une bonne facilité d'utilisation et une durée de vie suffisamment longue, ainsi qu'une conception flexible de la structure et de la forme.

La technologie de la métallurgie des poudres métalliques a été utilisée pour la première fois dans les appareils médicaux au début des années 80 et est devenue le secteur à plus forte croissance du marché de la métallurgie des poudres métalliques.

Bracket orthodontique

La technologie de la métallurgie des poudres métalliques a d'abord été utilisée dans le traitement médical pour produire certains appareils orthodontiques. Ces produits de précision sont de très petite taille, biocompatibilité et résistance à la corrosion. Le principal matériau utilisé est l'acier inoxydable 316L. À l'heure actuelle, les brackets orthodontiques sont encore les principaux produits de l'industrie de la métallurgie des poudres métalliques.

Forestadent Ltd. a produit un support orthodontique inversé bidirectionnel avec technologie de métallurgie des poudres métalliques. La rétention mécanique peut être augmentée de 30%. Le frottement du support sur l'arc peut être considérablement réduit en polissant le support après un formage unique avec la métallurgie des poudres métalliques.

Outils chirurgicaux

Les outils chirurgicaux nécessitent des procédures de haute résistance, de faible contamination sanguine et de désinfection corrosive. La flexibilité de conception de la technologie de métallurgie des poudres métalliques peut répondre à l'application de la plupart des outils chirurgicaux. Il présente également des avantages technologiques et peut produire divers produits métalliques à faible coût. Pas à pas remplace la technologie de production traditionnelle et devient la principale méthode de fabrication.

FloMet Co., Ltd. a développé une sorte de griffe en acier inoxydable utilisant la technologie de la métallurgie des poudres métalliques. Il est fabriqué en acier inoxydable 17-4PH avec une densité supérieure à 7,5 g / cm3. Il peut être utilisé pour saisir des objets dans le corps humain pendant le fonctionnement et a la fonction d'une pince à épiler. Sa conception est assez complexe et nécessite une grande précision de production.

Utilisant la technologie de métallurgie des poudres métalliques pour former et fritter, il peut atteindre un niveau de tolérance élevé et n'a pas besoin d'un grand nombre de technologies de traitement de suivi pour éviter d'endommager la forme linéaire et géométrique de la griffe.

Il est difficile de produire ce type de griffe en acier inoxydable de forme complexe par moulage ou usinage. Elle nécessite un long cycle de production et un coût élevé. L'utilisation de la technologie de la métallurgie des poudres métalliques pour produire ce type de griffe permet d'économiser 60% sur le coût.

Les outils chirurgicaux uniques doivent développer un processus de production par lots à faible coût. Smith Metal Products Corporation utilise la technologie de la métallurgie des poudres métalliques pour produire un assemblage de puits qui peut être utilisé dans un nouveau type d'instruments chirurgicaux jetables. Le coût n'est que de 1 / 4-1 / 5 de celui traité par les machines-outils CNC suisses, et la densité est de 7,5. G / cm3, la résistance à la traction ultime est de 1190 MPa, la limite d'élasticité est de 1090 MPa, l'allongement est de 6,0% et la dureté maximale est de 33 HRC.

Le processus de fabrication du produit est le suivant: tout d'abord, deux pièces d'essieu de 178 mm de long sont formées par la technologie de la métallurgie des poudres métalliques, puis deux pièces sont soudées au laser, suivies d'usinage et de traitement thermique ultérieurs. Le sablage et la passivation sont également nécessaires pour atteindre de meilleures exigences de tolérance.

Pièces d'implant de genou

La technologie de la métallurgie des poudres métalliques progresse lentement dans le domaine de l'implantation du corps humain, principalement parce que la certification et l'acceptation des produits nécessitent une longue période.

À l'heure actuelle, la technologie de la métallurgie des poudres métalliques peut être utilisée pour produire des pièces qui peuvent remplacer en partie les os et les articulations. L'alliage de Ti est le principal matériau métallique utilisé.

Maetta Sciences Inc du Canada a utilisé avec succès le Ti-6Al-4V pour produire des échantillons de genou destinés à l'implantation du corps humain. L'implant est principalement sous pression après son entrée dans le corps humain et présente une bonne biocompatibilité. La métallurgie des poudres métalliques est utilisée pour former et ensuite le pressage isostatique à chaud, suivi par le sablage, le polissage et l'anodisation pour obtenir de meilleures propriétés de surface, réduire le frottement avec le corps humain, améliorer la compatibilité et la durée de vie.

Tube auditif pour appareil auditif

La technologie de la métallurgie des poudres métalliques peut également être utilisée pour produire diverses pièces d'équipement médical.

La société de métallurgie des poudres indo-métalliques utilise la technologie de la métallurgie des poudres métalliques pour produire un tube sonore pour appareil auditif pour la société Phonak en Allemagne, ce qui a pour effet d'améliorer le débit sonore et de favoriser l'audition.

Ce type de tube acoustique pour appareil auditif de forme complexe peut être obtenu par frittage après formation de la métallurgie des poudres métalliques. Afin de rendre la surface du tube acoustique lisse, un seul processus de sablage de billes de verre peut être suivi.

La densité du tube acoustique est supérieure à 7,65 g/cm3, la résistance à la traction maximale est de 480 MPa, la limite d'élasticité est de 150 MPa, l'allongement est de 45% et la dureté de surface maximale est de 100 HRB. La technologie de la métallurgie des poudres métalliques peut réduire le coût de 20% par rapport au processus de production traditionnel. –

La technologie de la métallurgie des poudres métalliques peut également être utilisée pour produire de nombreux produits médicaux, notamment les stents interventionnels, la protection contre les rayonnements des seringues en alliage de tungstène haute densité, les manipulateurs microchirurgicaux, les pièces d'endoscope à micro-pompe et les inhalateurs de médicaments. –

Perspectives

Selon la récente étude de marché de BCCresearch sur la métallurgie des poudres métalliques et céramiques, la valeur marchande mondiale des composants de la métallurgie des poudres métalliques et céramiques passera de $1,5 milliard en 2012 à près de $2,9 milliards en 2018, avec un taux de croissance annuel moyen de 11.4%.

Dans le même temps, avec la baisse des ventes d'automobiles, la technologie de la métallurgie des poudres métalliques sera davantage orientée vers le médical, l'aérospatial, l'électronique et d'autres domaines.

Dans la nouvelle version de la feuille de route de l'industrie européenne de la métallurgie des poudres, l'Association européenne de la métallurgie des poudres souligne que le marché médical est un élément extrêmement important de l'industrie de la métallurgie des poudres.

Avec l'expansion continue du marché, l'application de la technologie de la métallurgie des poudres métalliques dans le domaine médical sera de plus en plus approfondie. Divers nouveaux matériaux et procédés basés sur la technologie de la métallurgie des poudres métalliques seront également constamment développés.