Con l'invecchiamento della popolazione, la salute degli anziani merita maggiore attenzione. Questo è imprescindibile dall'utilizzo di tecnologie e attrezzature mediche avanzate.
Inutile dire che l'importanza dei dispositivi medici di precisione e dei metalli biocompatibili nell'attuale settore medico è fondamentale. Esiste un'ampia gamma di applicazioni mediche per lo stampaggio a iniezione di metalli, come impianti ortopedici, dispositivi medici e strumenti chirurgici.
Panoramica sullo stampaggio a iniezione di metallo
Stampaggio ad iniezione di metalli è uno speciale processo di metallurgia delle polveri. Forse saprete che il MIM ha origine dallo stampaggio a iniezione di polvere ceramica. Poiché le tecnologie sono simili, vengono collettivamente denominate PIM.
Il MIM prevede i seguenti passaggi.
- Miscelazione
Durante processo di miscelazioneGli operai mescolano la polvere metallica e il legante in un miscelatore per polveri. L'aggiunta di leganti serve a far sì che la polvere metallica si mescoli in modo più uniforme.
- stampaggio ad iniezione
La polvere metallica viene quindi fusa e iniettata nello stampo per ottenere la forma desiderata. Solitamente il peso del metallo iniettato non supera i 100 g.
- deceraggio
Lo sgrassaggio consiste nel rimuovere il legante. I metodi di sgrassaggio includono il deceraggio termico, il deceraggio con solvente e il deceraggio sotto vuoto.
- sinterizzazione
MIM processo di sinterizzazione È simile al processo di metallurgia delle polveri convenzionale. La densità del prodotto finito è generalmente superiore al 95%.
Caratterizzazione della polvere di metallo medico
Purezza elevata
Le impurità possono compromettere le prestazioni e la biocompatibilità dei metalli.
Dimensioni delle particelle più ridotte
La MIM richiede particelle di dimensioni inferiori e una distribuzione più omogenea. Per l'acciaio inossidabile, la granulometria dovrebbe essere inferiore a 22 μm. Per il titanio e le leghe di titanio, dovrebbe essere inferiore a 45 μm.
Polvere sferica
Forse saprai già che la polvere sferica ha un attrito inferiore, una migliore fluidità e un ritiro di sinterizzazione inferiore. Generalmente, produciamo polveri sferiche tramite processo di atomizzazione del gasL'immagine sottostante mostra la polvere sferica della lega di titanio al microscopio.
Metalli MIM
Ecco alcuni comuni materiali mim.
Fusione di ferro
La ferrolega è un metallo frequentemente utilizzato nelle applicazioni mediche per i seguenti motivi:
- Facile da produrre
- Elevata duttilità
- Alta durezza
- Non tossico
- Biodegradabile
Il ferro è anche un metallo biocompatibile e compatibile con il sangue. Pertanto, può fungere da stent cardiovascolare temporaneo per aprire i vasi sanguigni ostruiti e prevenirne il restringimento.
Il ferro è adatto anche come materiale per applicazioni di ingegneria tissutale ossea perché presenta buone proprietà meccaniche.
Tuttavia, il ferro puro si degrada piuttosto lentamente. La lega con altri metalli degrada il ferro più velocemente e in modo più uniforme.
Leghe di titanio
Tra tutti i metalli, le leghe di titanio offrono alcuni vantaggi distintivi:
- Basso modulo elastico
- Elevata forza specifica
- Perfetta resistenza alla corrosione
- Buona biocompatibilità
Nel settore medico, le leghe di titanio sono spesso utilizzate negli impianti dentali e ortopedici. Ad esempio, i dentisti hanno utilizzato impianti con viti ossee in Ti-6Al-7Nb per riparare i fusti dentali rotti.
Inoltre, le leghe di titanio vengono utilizzate anche nei pacemaker, nelle articolazioni del ginocchio, nelle viti di fissaggio e nelle articolazioni artificiali dell'anca.
Tuttavia, la polvere di lega di titanio utilizzata nella tecnica MIM richiede un'elevata precisione (≤45μm).
Acciaio inossidabile
L'acciaio inossidabile, come 420, 316L e 440C, è un metallo comune per i dispositivi medici perché:
- Molta forza
- Buona resistenza all'usura
- Buona biocompatibilità
- Migliore producibilità
La tecnologia MIM può realizzare prodotti in acciaio inossidabile 316L con una densità superiore al 98%. Questo permette di ottenere prodotti con eccellenti proprietà meccaniche per applicazioni medicali.
in lega di magnesio
Il magnesio è un altro metallo biodegradabile. Presenta le seguenti caratteristiche:
- Leggero
- Eccellente biocompatibilità
- Proprietà biodegradabili.
Può essere impiegato negli stent cardiovascolari, che hanno dimostrato di funzionare bene senza causare infiammazione o trombosi.
Quando il magnesio viene utilizzato negli stent cardiovascolari, ha dimostrato di funzionare efficacemente senza causare infiammazioni o trombosi.
Il magnesio ha proprietà meccaniche paragonabili a quelle delle ossa umane ed è più leggero. È quindi adatto anche per la produzione di tessuto osseo temporaneo o dispositivi ortopedici, comprese le viti ortopediche.
Leghe biomediche a memoria di forma
Le leghe biomediche a memoria di forma hanno un'ampia gamma di applicazioni biomediche, ad esempio:
- Odontoiatria
- Trattare le fratture
- Stent cardiovascolari autoespandibili
Applicazioni mediche dello stampaggio a iniezione di metallo
Dispositivo medico
La tecnologia MIM ha la capacità di produrre componenti piccoli e complessi per alcuni dispositivi medici, come:
- Dispositivo di riabilitazione del ginocchio
- Macchina per chirurgia laser
- Dispositivo per chirurgia artroscopica
attacchi ortodontici metallici
Gli attacchi ortodontici MIM offrono elevata resistenza, buona biocompatibilità e precisione. Gli attacchi ortodontici sono solitamente realizzati in acciaio inossidabile 316L.
Inoltre, MIM potrebbe produrre impianti dentali a vite, endodonzia ultrasonica e punte per scaler per trattamenti odontoiatrici, il che è estremamente vantaggioso per i risultati ortodontici.
Dispositivi di fissaggio chirurgico
Gli ingranaggi di articolazione per dispositivi di fissaggio chirurgici realizzati con il processo MIM offrono prestazioni eccezionali. Sono realizzati in acciaio inossidabile 17-4PH, con una densità superiore a 7.65 g/cm³, una resistenza alla trazione di 900 MPa e una durezza di 25 HRC.
Strumenti chirurgici
Gli strumenti chirurgici tradizionali, come i manici dei bisturi, le pinze e le pinze chirurgiche, sono per lo più realizzati tramite forgiatura e lavorazione meccanica di precisione. La tecnologia MIM offre un metodo migliore e più economico per la produzione di questi strumenti. Le ganasce delle suturatrici chirurgiche ne sono un esempio tipico.
Stent vascolari
MIM è in grado di produrre stent per il trattamento delle malattie cardiovascolari. Questi stent presentano strutture complesse e vengono realizzati con tecniche di intreccio o taglio laser, molto costose da realizzare. MIM potrebbe produrre questi stent a costi contenuti senza compromettere le prestazioni del prodotto.
Secondo il rapporto della Transactions of Nonferrous Metals Society of China, i ricercatori hanno impiantato con successo stent in acciaio inossidabile MIM 316L nelle arterie di animali. Ciò dimostra la fattibilità dell'uso clinico degli stent vascolari MIM.
Apparecchi acustici
L'immagine sottostante mostra un componente di un apparecchio acustico altamente complesso. La sua funzione è quella di amplificare le frequenze sonore e migliorare l'udito. È realizzato in acciaio inossidabile 316 tramite processo MIM. Rispetto ad altri metodi, consente un risparmio di circa il 20% sui costi.
Lo stampaggio a iniezione di metalli trova inoltre le seguenti applicazioni nel settore medico:
- Forbici e unità di cucito
- Dispositivi per la somministrazione di farmaci,
- Morsetti chirurgici
- Utensili per alberi di coltello
- Concentratori di ossigeno
Vantaggi del MIM nel campo medico
- Elevata densità di sinterizzazione
Poiché la tecnologia MIM utilizza polvere metallica molto fine, la densità sinterizzata dei prodotti MIM può facilmente superare il 98%.
- Migliorare la biocompatibilità
L'industria medica ha una forte domanda di materiali biocompatibili e innocui per il corpo umano. Lo stampaggio a iniezione di metalli offre un'ampia gamma di materiali per la produzione di componenti in metallo.
- Elevata libertà di progettazione del prodotto
Stampaggio a iniezione di componenti metallici di dimensioni molto ridotte (in genere fino a 60 mm), spesso difficili da produrre con altri processi. Questo offre ai professionisti del settore medico una maggiore libertà di progettazione per creare componenti più compatti ed efficienti.
- Precisione dei pezzi estremamente elevata
I tradizionali processi di lavorazione dei metalli, come la lavorazione meccanica e la fusione, sono limitati dal raggiungimento di tolleranze ristrette. Lo stampaggio a iniezione di metalli consente di realizzare prodotti complessi, piccoli e di alta precisione.
Forniamo precisione servizi di stampaggio ad iniezione di metalli su misura per i rigorosi requisiti di prestazioni e biocompatibilità del settore medico. Forniamo soluzioni ad alta densità Parti MIM con tolleranze strette e finiture superficiali lisce utilizzando materiali come acciaio inossidabile e titanio.