À medida que a população envelhece, a saúde dos idosos merece cada vez mais atenção, o que é indissociável da tecnologia e dos equipamentos médicos avançados.
É evidente a importância dos dispositivos médicos de precisão e dos metais biocompatíveis na indústria médica atual. Há uma ampla gama de aplicações médicas de moldagem por injeção de metal, como implantes ortopédicos, dispositivos médicos e instrumentos cirúrgicos.
Conteúdo
Visão geral da moldagem por injeção de metal
Moldagem por injeção de metal é um processo especial de metalurgia do pó. Você provavelmente sabe que a MIM se originou da moldagem por injeção de pó cerâmico. Como as tecnologias são semelhantes, elas são chamadas coletivamente de PIM.
O MIM tem as seguintes etapas.
- Misturando
durante processo de misturaOs trabalhadores misturam pó metálico e aglutinante em um misturador de pó. A adição de aglutinantes serve para tornar o pó metálico totalmente misturado de forma mais uniforme.
- moldagem por injeção
Em seguida, o pó metálico é derretido em líquido e injetado no molde para atingir o formato desejado. Normalmente, o peso do metal injetado não ultrapassa 100 g.
- desvinculação
Desengordurar consiste em remover o ligante. Os métodos de desengorduramento incluem desvinculação térmica, desvinculação por solvente e desvinculação a vácuo.
- sinterização
MIM processo de sinterização É semelhante ao processo convencional de metalurgia do pó. A densidade do produto final é geralmente superior a 95%.
Caracterização de Pó Metálico Médico
Alta pureza
Impurezas podem ser prejudiciais ao desempenho e à biocompatibilidade dos metais.
Tamanho de partícula mais apertado
O MIM requer tamanhos de partículas menores e uma distribuição mais precisa. Para aço inoxidável, o tamanho de partícula deve ser inferior a 22 μm. Para titânio e ligas de titânio, deve ser inferior a 45 μm.
Pó Esférico
Você já deve saber que o pó esférico tem menor atrito, melhor fluidez e menor contração de sinterização. Geralmente, produzimos pós esféricos por meio de processo de atomização de gás. A imagem abaixo mostra o pó esférico de liga de titânio sob o microscópio.
Metais MIM
Aqui estão algumas informações comuns materiais mim.
Ferro-liga
A ferroliga é um metal frequentemente utilizado em aplicações médicas pelos seguintes motivos:
- Fácil de fabricar
- Alta ductilidade
- Alta dureza
- Não-tóxica
- Biodegradável
O ferro também é um metal compatível com o sangue e biocompatível. Portanto, pode servir como um stent cardiovascular temporário para abrir vasos sanguíneos bloqueados e evitar seu estreitamento.
O ferro também é adequado como material para aplicações de engenharia de tecido ósseo porque tem boas propriedades mecânicas.
No entanto, o ferro puro se degrada lentamente. A liga de ferro com outros metais degrada o ferro de forma mais rápida e uniforme.
Ligas de titânio
Entre todos os metais, as ligas de titânio oferecem alguns benefícios distintos:
- Baixo módulo de elasticidade
- Alta resistência específica
- Resistência perfeita à corrosão
- Boa biocompatibilidade
Na indústria médica, ligas de titânio são frequentemente utilizadas em implantes dentários e ortopédicos. Por exemplo, dentistas utilizaram implantes ósseos de Ti-6Al-7Nb para consertar e reparar hastes dentárias quebradas.
Além disso, ligas de titânio também são aplicadas em marcapassos, articulações de joelho, parafusos de fixação e articulações artificiais de quadril.
Entretanto, o pó de liga de titânio empregado em MIM tem alta exigência de precisão (≤45μm).
Aço inoxidável
Aço inoxidável, como 420, 316L e 440C, é um metal comum para dispositivos médicos devido a:
- Força elevada
- Boa resistência ao desgaste
- Boa biocompatibilidade
- Melhor capacidade de fabricação
A MIM pode fabricar produtos de aço inoxidável 316L com densidade superior a 98%. Isso pode fornecer produtos com excelentes propriedades mecânicas para aplicações médicas.
liga de magnésio
O magnésio é outro metal biodegradável. Ele possui as seguintes características:
- Leve
- Excelente biocompatibilidade
- Propriedades biodegradáveis.
Ele pode ser empregado em stents cardiovasculares, que comprovadamente apresentam bom desempenho sem inflamação ou trombose.
Quando o magnésio é utilizado em stents cardiovasculares, ele demonstrou ter um desempenho eficaz sem causar inflamação ou trombose.
O magnésio possui propriedades mecânicas comparáveis às dos ossos humanos e é mais leve. Por isso, também é adequado para tecido ósseo temporário ou dispositivos ortopédicos, incluindo parafusos ortopédicos.
Ligas biomédicas com memória de forma
Ligas biomédicas com memória de forma têm uma ampla gama de aplicações biomédicas, por exemplo:
- Odontologia
- Tratar fraturas
- Stents cardiovasculares autoexpansíveis
Moldagem por injeção de metal - aplicações médicas
Aparelho médico
A MIM tem capacidade de fabricar componentes pequenos e complicados para alguns dispositivos médicos, como:
- Dispositivo de reabilitação de joelho
- Máquina de cirurgia a laser
- Dispositivo de cirurgia artroscópica
Braquetes Ortodônticos Metálicos
Os braquetes ortodônticos MIM possuem alta resistência, boa biocompatibilidade e ajuste preciso. Geralmente, são feitos de aço inoxidável 316L.
Além disso, a MIM pode fabricar implantes dentários com parafusos, endodontia ultrassônica e pontas de raspador para tratamento odontológico. Isso é muito benéfico para os resultados ortodônticos.
Dispositivos de fixação cirúrgica
As engrenagens de articulação para dispositivos de fixação cirúrgica fabricadas pelo processo MIM apresentam desempenho excepcional. São fabricadas em aço inoxidável 17-4PH, com densidade superior a 7.65 g/cm³, resistência à tração máxima de 900 MPa e dureza de 25 HRC.
Ferramentas Cirúrgicas
Instrumentos cirúrgicos tradicionais, como cabos de bisturi, fórceps e alicates, são em sua maioria fabricados por forjamento e usinagem de precisão. A MIM oferece uma maneira melhor e mais econômica de fabricar esses instrumentos. Mandíbulas de grampeadores cirúrgicos são um caso típico.
Stents Vasculares
A MIM pode fabricar stents para o tratamento de doenças cardiovasculares. Esses stents têm estruturas complexas e são fabricados por meio de técnicas de trançamento ou corte a laser, cujo custo de fabricação é muito alto. A MIM poderia produzir esses stents de forma acessível, sem comprometer o desempenho do produto.
De acordo com o relatório da Sociedade de Transações de Metais Não Ferrosos da China, pesquisadores implantaram com sucesso stents de aço inoxidável MIM 316L em artérias de animais. Isso comprova a viabilidade do uso clínico de stents vasculares MIM.
Aparelhos Auditivos
A imagem abaixo mostra um componente altamente complexo de um aparelho auditivo. Sua função é amplificar as frequências sonoras e melhorar a audição. É feito de aço inoxidável 316 através do processo MIM. Comparado a outros métodos, pode economizar cerca de 20% no custo.
A moldagem por injeção de metal também tem as seguintes aplicações na indústria médica:
- Tesouras e unidades de costura
- Dispositivos de administração de medicamentos,
- Pinças cirúrgicas
- Ferramentas de cabo de faca
- Concentradores de oxigênio
Vantagens do MIM na área médica
- Alta densidade de sinterização
Como o MIM usa pó metálico muito fino, a densidade sinterizada dos produtos MIM pode facilmente exceder 98%.
- Melhorar a biocompatibilidade
A indústria médica tem uma grande demanda por materiais biocompatíveis e inofensivos ao corpo humano. A moldagem por injeção de metal oferece uma ampla gama de opções de materiais para a fabricação de peças de moldagem por injeção de metal.
- Alta liberdade de design de produto
Peças de moldagem por injeção de metal em tamanhos muito pequenos (tipicamente até 60 mm), que muitas vezes são difíceis de fabricar por outros processos. Isso proporciona aos profissionais médicos mais liberdade de design para criar peças mais compactas e eficientes.
- Precisão de peças extremamente alta
Os processos tradicionais de fabricação de metais, como usinagem e fundição, são limitados para atingir tolerâncias rigorosas. A moldagem por injeção de metais possibilita a fabricação de produtos complexos, pequenos e de alta precisão.
Nós fornecemos precisão serviços de moldagem por injeção de metal adaptados aos rigorosos requisitos de desempenho e biocompatibilidade da indústria médica. Fornecemos alta densidade peças MIM com tolerâncias rigorosas e acabamentos superficiais suaves usando materiais como aço inoxidável e titânio.