A medida que la población envejece, la salud de las personas mayores merece mayor atención. Esto es inseparable de la tecnología y los equipos médicos avanzados.
Es evidente la importancia de los dispositivos médicos de precisión y los metales biocompatibles en la industria médica actual. Existe una amplia gama de aplicaciones médicas de moldeo por inyección de metales, como implantes ortopédicos, dispositivos médicos y herramientas quirúrgicas.
Descripción general del moldeo por inyección de metal
Moldeo por inyección de metal Es un proceso especial de pulvimetalurgia. Probablemente sepa que el MIM se originó a partir del moldeo por inyección de polvo cerámico. Debido a la similitud de ambas tecnologías, se denominan colectivamente PIM.
MIM tiene los siguientes pasos.
- Mezcla
Durante proceso de mezclaLos trabajadores mezclan polvo metálico y aglutinante en una mezcladora. La adición de aglutinantes permite mezclar el polvo metálico de forma más uniforme.
- El moldeo por inyección
A continuación, el polvo metálico se funde y se inyecta en el molde para lograr la forma deseada. Normalmente, el peso del metal inyectado no supera los 100 g.
- desaglomeración
El desengrasado consiste en eliminar el aglutinante. Los métodos de desengrasado incluyen el desaglomerante térmico, el desaglomerante con disolventes y el desaglomerante al vacío.
- sinterización
MIM proceso de sinterización Es similar al proceso de pulvimetalurgia convencional. La densidad del producto final suele ser superior al 95 %.
Caracterización de polvos metálicos médicos
Alta pureza
Las impurezas pueden ser perjudiciales para el rendimiento y la biocompatibilidad de los metales.
Tamaño de partícula más reducido
El MIM requiere tamaños de partícula más pequeños y una distribución más compacta. Para el acero inoxidable, el tamaño de partícula debe ser inferior a 22 μm. Para el titanio y sus aleaciones, debe ser inferior a 45 μm.
Polvo esférico
Quizás ya sepa que el polvo esférico presenta menor fricción, mejor fluidez y menor contracción por sinterización. Generalmente, producimos polvos esféricos mediante proceso de atomización de gasLa siguiente imagen muestra el polvo esférico de aleación de titanio bajo el microscopio.
Metales MIM
Aquí hay algunos comunes materiales mim.
Ferroaleaciones
La ferroaleación es un metal utilizado frecuentemente en aplicaciones médicas por las siguientes razones:
- Fácil de fabricar
- Alta ductilidad
- Alta dureza
- No es tóxico
- Biodegradable
El hierro también es un metal compatible con la sangre y biocompatible. Por lo tanto, puede servir como un stent cardiovascular temporal para abrir los vasos sanguíneos obstruidos y evitar que se estrechen.
El hierro también es adecuado como material para aplicaciones de ingeniería de tejidos óseos porque tiene buenas propiedades mecánicas.
Sin embargo, el hierro puro se degrada con relativa lentitud. La aleación de hierro con otros metales lo degrada con mayor rapidez y uniformidad.
Aleaciones de titanio
Entre todos los metales, las aleaciones de titanio ofrecen algunas ventajas distintivas:
- Bajo módulo elástico
- Alta resistencia específica
- Perfecta resistencia a la corrosión
- Buena biocompatibilidad
En la industria médica, las aleaciones de titanio se utilizan frecuentemente en implantes dentales y ortopédicos. Por ejemplo, los dentistas utilizaban implantes de tornillos óseos de Ti-6Al-7Nb para fijar y reparar diáfisis dentales rotas.
Además, las aleaciones de titanio también se aplican en marcapasos, articulaciones de rodilla, tornillos de fijación y articulaciones de cadera artificiales.
Sin embargo, el polvo de aleación de titanio empleado en MIM tiene requisitos de alta precisión (≤45 μm).
Acero Inoxidable
El acero inoxidable, como 420, 316L y 440C, es un metal común para dispositivos médicos debido a:
- Alta resistencia
- Buena resistencia al desgaste
- Buena biocompatibilidad
- Mejor capacidad de fabricación
MIM puede fabricar productos de acero inoxidable 316L con una densidad superior al 98 %. Esto proporciona productos con excelentes propiedades mecánicas para aplicaciones médicas.
Aleación de magnesio
El magnesio es otro metal biodegradable. Tiene las siguientes características:
- Ligeros.
- Excelente biocompatibilidad
- Propiedades biodegradables.
Se puede utilizar en stents cardiovasculares, que han demostrado funcionar bien sin inflamación ni trombosis.
Cuando se utiliza magnesio en stents cardiovasculares, se ha demostrado que funciona eficazmente sin causar inflamación ni trombosis.
El magnesio tiene propiedades mecánicas comparables a las del hueso humano y es más ligero. Por lo tanto, también es adecuado para tejido óseo temporal o dispositivos ortopédicos, incluyendo tornillos ortopédicos.
Aleaciones biomédicas con memoria de forma
Las aleaciones biomédicas con memoria de forma tienen una amplia gama de aplicaciones biomédicas, por ejemplo:
- Odontología
- Tratar fracturas
- Stents cardiovasculares autoexpandibles
Aplicaciones médicas del moldeo por inyección de metal
Dispositivo médico
MIM tiene la capacidad de fabricar componentes pequeños y complicados para algunos dispositivos médicos, como:
- Dispositivo de rehabilitación de rodilla
- Máquina de cirugía láser
- Dispositivo de cirugía artroscópica
Brackets de ortodoncia metálicos
Los brackets de ortodoncia MIM ofrecen alta resistencia, buena biocompatibilidad y un ajuste preciso. Suelen estar fabricados en acero inoxidable 316L.
Además, MIM puede fabricar implantes dentales atornillados, endodoncias ultrasónicas y puntas de raspador para tratamientos dentales. Esto resulta muy beneficioso para los resultados de ortodoncia.
Dispositivos de fijación quirúrgica
Los engranajes de articulación para dispositivos de fijación quirúrgica fabricados mediante el proceso MIM ofrecen un rendimiento excepcional. Están fabricados en acero inoxidable 17-4PH, con una densidad superior a 7.65 g/cm³, una resistencia máxima a la tracción de 900 MPa y una dureza de 25 HRC.
Herramientas quirúrgicas
Los instrumentos quirúrgicos tradicionales, como mangos de bisturí, fórceps y alicates, se fabrican principalmente mediante forja y mecanizado de precisión. El MIM ofrece una forma mejor y más económica de fabricar estos instrumentos. Las mordazas de grapadoras quirúrgicas son un ejemplo típico.
Stents vasculares
MIM puede fabricar stents para el tratamiento de enfermedades cardiovasculares. Estos stents tienen estructuras complejas y se fabrican mediante técnicas de trenzado o corte láser, cuya fabricación es muy costosa. MIM podría producir estos stents de forma asequible sin sacrificar el rendimiento del producto.
Según el informe de la Sociedad de Transacciones de Metales No Ferrosos de China, investigadores implantaron con éxito stents de acero inoxidable MIM 316L en arterias animales. Esto demuestra la viabilidad del uso clínico de los stents vasculares MIM.
Audífonos
La imagen a continuación muestra un componente de audífono altamente complejo. Su función es amplificar las frecuencias de sonido y mejorar la audición. Está fabricado en acero inoxidable 316 mediante el proceso MIM. En comparación con otros métodos, puede ahorrar aproximadamente un 20 % en costos.
El moldeo por inyección de metal también tiene las siguientes aplicaciones en la industria médica:
- Tijeras y unidades de costura
- Dispositivos de administración de medicamentos,
- Pinzas quirúrgicas
- Herramientas de mango de cuchillo
- Concentradores de oxígeno
Ventajas de la MIM en el campo médico
- Alta densidad de sinterización
Dado que MIM utiliza polvo metálico muy fino, la densidad sinterizada de los productos MIM puede superar fácilmente el 98%.
- Mejorar la biocompatibilidad
La industria médica tiene una gran demanda de materiales biocompatibles inofensivos para el cuerpo humano. El moldeo por inyección de metal ofrece una amplia gama de materiales para fabricar piezas.
- Alta libertad en el diseño de productos
Piezas de moldeo por inyección de metal de tamaños muy pequeños (normalmente de hasta 60 mm), que suelen ser difíciles de fabricar con otros procesos. Esto proporciona a los profesionales médicos mayor libertad de diseño para crear piezas más compactas y eficientes.
- Precisión de piezas extremadamente alta
Los procesos tradicionales de fabricación de metales, como el mecanizado y la fundición, se limitan a lograr tolerancias estrictas. El moldeo por inyección de metal permite fabricar productos complejos, pequeños y de alta precisión.
Brindamos precisión servicios de moldeo por inyección de metales Adaptados a los estrictos requisitos de rendimiento y biocompatibilidad de la industria médica. Ofrecemos alta densidad. MIM partes con tolerancias estrictas y acabados superficiales suaves utilizando materiales como acero inoxidable y titanio.