Tối ưu hóa kim loại để sản xuất thiết bị y tế

Sự gia tăng số ca nhiễm COVID-19 đã dẫn đến nhu cầu về thiết bị y tế cao hơn, điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc lựa chọn vật liệu đối với các nhà thiết kế và sản xuất thiết bị y tế. Điều quan trọng là chọn vật liệu phù hợp cho các bộ phận và thiết bị y tế để đảm bảo khả năng sử dụng, chất lượng và tuân thủ các tiêu chuẩn. Việc lựa chọn vật liệu phù hợp có thể mang lại lợi ích về hiệu quả chi phí và độ tin cậy tối đa.

Vật liệu sinh học kim loại hoặc kim loại y tế đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất dụng cụ và dụng cụ hỗ trợ phẫu thuật, mang lại nhiều lựa chọn đa dạng để lựa chọn. Sự tiến bộ thành công của các vật liệu như hợp kim coban-crom, thép không gỉ, titan và các hợp kim khác nhau, cùng với việc sử dụng rộng rãi chúng trong nha khoa và chỉnh hình, đã khẳng định chắc chắn tầm quan trọng của vật liệu y tế kim loại trong sản xuất thiết bị y tế.

Khi thiết kế các thiết bị cho mục đích y tế và chăm sóc sức khỏe, điều quan trọng là các nhà sản xuất phải thận trọng trong việc lựa chọn nguyên liệu thô phù hợp. Ngoài việc đáp ứng các thông số kỹ thuật cần thiết cho ứng dụng, vật liệu được chọn còn phải đảm bảo không có bất kỳ rủi ro tiềm ẩn nào khi tiếp xúc với cơ thể con người hoặc các hóa chất khác nhau thường gặp trong môi trường lâm sàng. Phải xem xét cẩn thận cả các yêu cầu về chức năng và tính tương thích của vật liệu với mục đích sử dụng.

Trong lĩnh vực y học và chăm sóc sức khỏe, nhiều kim loại nguyên chất và hợp kim kim loại đã chứng minh được giá trị của chúng. Bài viết này sẽ điểm qua 13 loại vật liệu sinh học kim loại phổ biến nhất và kim loại được sử dụng trong sản xuất thiết bị y tế.

• 13 loại kim loại để sản xuất bộ phận và thiết bị y tế

Chúng ta hãy xem mười ba loại kim loại nguyên chất và hợp kim kim loại phổ biến nhất, ứng dụng cũng như ưu và nhược điểm của chúng trong sản xuất thiết bị y tế và chăm sóc sức khỏe.

1. Thép không gỉ

Thép không gỉ rất phù hợp cho nhiều loại thiết bị y tế do tính chất không độc hại, không ăn mòn và bền. Hơn nữa, nó có thể được đánh bóng để có độ hoàn thiện tốt và dễ dàng làm sạch. Vì thép không gỉ có nhiều loại khác nhau, mỗi loại có đặc tính cơ học và hóa học riêng biệt nên việc lựa chọn loại thích hợp là rất quan trọng.

Thép không gỉ 316 và 316L là những loại được sử dụng thường xuyên nhất để cấy ghép y tế và xỏ khuyên trên cơ thể do khả năng chống ăn mòn đặc biệt của chúng. Thuộc tính này rất cần thiết trong việc ngăn ngừa sự ăn mòn máu, có thể dẫn đến nhiễm trùng và hậu quả có thể gây tử vong. Hơn nữa, thép không gỉ có chứa nhiều loại niken nên bệnh nhân hiếm khi bị dị ứng với niken.

Thép không gỉ 440 thường được sử dụng trong sản xuất dụng cụ phẫu thuật. Mặc dù nó có thể có khả năng chống ăn mòn thấp hơn so với 316 nhưng hàm lượng carbon cao hơn cho phépxử lý nhiệt, dẫn đến việc tạo racạnh sắc nét thích hợp cho các dụng cụ cắt. Thép không gỉ được sử dụng rộng rãi trong chỉnh hình, chẳng hạn như thay khớp háng và cố định xương gãy bằng vít và tấm. Hơn nữa, nó thường được sử dụng để sản xuất các dụng cụ phẫu thuật bền và dễ làm sạch như dụng cụ cầm máu, nhíp, kẹp và các thiết bị khác đòi hỏi cả độ bền và tính vô trùng.

Vì thép không gỉ có chứa sắt, có thể dẫn đến ăn mòn theo thời gian nên sẽ có nguy cơ xảy ra với các mô xung quanh khi bộ phận cấy ghép bị hư hỏng. So sánh, các kim loại y tế như titan hoặc crom coban có khả năng chống ăn mòn cao hơn. Tuy nhiên, lưu ý rằng những kim loại thay thế này có thể tốn kém hơn.

2. Đồng

Do sức mạnh tương đối yếu hơn,đồng không được sử dụng rộng rãi để sản xuất thiết bị phẫu thuật và cấy ghép. Tuy nhiên, đặc tính kháng khuẩn và kháng vi-rút đáng chú ý của nó khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến trong lĩnh vực phẫu thuật và phòng ngừa bệnh tật.

Việc sử dụng trực tiếp đồng để cấy ghép y tế là không phổ biến do tính mềm và khả năng gây độc trong mô của nó. Tuy nhiên, một số hợp kim đồng vẫn được sử dụng trong cấy ghép nha khoa và để giảm thiểu rủi ro nhiễm trùng trongphẫu thuật ghép xương.

Đồng thực sự vượt trội như một kim loại y tế do đặc tính kháng vi-rút và kháng khuẩn đặc biệt của nó. Điều này làm cho đồng trở thành vật liệu lý tưởng cho các bề mặt thường xuyên chạm vào, chẳng hạn như tay nắm cửa, thành giường và công tắc. Điều làm nên sự khác biệt của đồng làFDAđã phê duyệt hơn 400 hợp kim đồng khác nhau làm chất diệt khuẩn, ngăn chặn hiệu quả sự lây truyền của vi rút như SARS-CoV-2.

Khi tiếp xúc với môi trường, đồng nguyên chất dễ bị oxy hóa tạo thành màu xanh lục. Mặc dù vậy, nó vẫn duy trì đặc tính kháng khuẩn. Tuy nhiên, một số cá nhân có thể cảm nhận sự đổi màu là không hấp dẫn. Để giải quyết vấn đề này, hợp kim thường được sử dụng, mang lại mức độ hiệu quả chống lại vi khuẩn khác nhau. Một lựa chọn khác là áp dụng các lớp phủ màng mỏng để chống oxy hóa đồng thời bảo toàn đặc tính kháng khuẩn của đồng.

3. Titan

Titan rất được ưa chuộng trong số các kim loại thường được sử dụng trong sản xuất thiết bị y tế. Ngoài thiết bị y tế nội bộ, nó còn được sử dụng trong sản xuất các thiết bị bên ngoài như dụng cụ phẫu thuật, thiết bị nha khoa và dụng cụ chỉnh hình. Titan nguyên chất, được biết đến là cực kỳ trơ, là lựa chọn đắt tiền nhất thường dành cho các bộ phận có độ tin cậy cực cao hoặc những bộ phận dùng để sử dụng lâu dài trong cơ thể bệnh nhân sau phẫu thuật.

Ngày nay, titan thường được sử dụng để thay thế cho thép không gỉ, đặc biệt là trong sản xuất vật liệu thay thế và hỗ trợ xương. Titanium sở hữu sức mạnh và độ bền tương đương với thép không gỉ trong khi trọng lượng nhẹ hơn. Hơn nữa, nó thể hiện các đặc tính tương thích sinh học tuyệt vời.

Hợp kim titan cũng rất phù hợp cho cấy ghép nha khoa. Điều này là do thực tế là titan có thể được sử dụng trongin 3D kim loại để chế tạo các thành phần được tùy chỉnh hoàn toàn dựa trên kết quả quét và chụp X-quang của bệnh nhân. Điều này cho phép một giải pháp phù hợp và cá nhân hóa hoàn hảo.

Titanium nổi bật nhờ tính chất nhẹ và chắc chắn, vượt trội hơn thép không gỉ về khả năng chống ăn mòn. Tuy nhiên, có những hạn chế nhất định cần xem xét. Hợp kim titan có thể không đủ khả năng chống mỏi khi uốn dưới tải trọng động liên tục. Hơn nữa, khi được sử dụng trong các khớp thay thế, titan không có khả năng đàn hồi tốt trước ma sát và mài mòn.

4. Chrome coban

Được cấu tạo từ crom và coban,crom coban là một hợp kim mang lại nhiều lợi ích cho dụng cụ phẫu thuật. Sự phù hợp của nó đối vớiin 3dVàCơ khí CNC cho phép tạo hình thuận tiện theo các hình dạng mong muốn. Hơn nữa,đánh bóng bằng điện được thực hiện để đảm bảo bề mặt nhẵn, giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm. Với các đặc tính tuyệt vời như độ bền, khả năng chống mài mòn và độ bền nhiệt độ cao, crom coban là một trong những lựa chọn hàng đầu cho hợp kim kim loại. Khả năng tương thích sinh học của nó làm cho nó trở nên lý tưởng cho các bộ phận giả chỉnh hình, thay khớp và cấy ghép nha khoa.

Hợp kim crom coban là kim loại y tế được đánh giá cao được sử dụng để thay thế ổ cắm hông và vai. Tuy nhiên, đã có những lo ngại về khả năng giải phóng các ion coban, crom và niken vào máu khi các hợp kim này dần bị mòn theo thời gian.

5. Nhôm

Hiếm khi tiếp xúc trực tiếp với cơ thể,nhôm vẫn được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các thiết bị hỗ trợ khác nhau đòi hỏi các đặc tính nhẹ, chắc chắn và chống ăn mòn. Ví dụ bao gồm stent tĩnh mạch, gậy đi bộ, khung giường, xe lăn và stent chỉnh hình. Do có xu hướng rỉ sét hoặc oxy hóa, các thành phần nhôm thường yêu cầu quá trình sơn hoặc anodizing để nâng cao độ bền và tuổi thọ của chúng.

6. Magiê

Hợp kim magiê là kim loại y tế được biết đến với độ nhẹ và độ bền đặc biệt, giống như trọng lượng và mật độ của xương tự nhiên. Hơn nữa, magiê còn thể hiện sự an toàn sinh học vì nó phân hủy sinh học một cách tự nhiên và an toàn theo thời gian. Đặc tính này làm cho nó phù hợp cho việc thay thế stent tạm thời hoặc ghép xương, loại bỏ sự cần thiết của các thủ tục loại bỏ thứ cấp.

Tuy nhiên, magie oxy hóa nhanh chóng, đòi hỏixử lý bề mặt . Ngoài ra, gia công magiê có thể là một thách thức và phải thực hiện các biện pháp phòng ngừa để tránh các phản ứng dễ bay hơi với oxy.

7. Vàng

Vàng, có thể là một trong những kim loại y tế sớm nhất được sử dụng, có khả năng chống ăn mòn và tương thích sinh học tuyệt vời. Tính dẻo của nó cho phép dễ dàng tạo hình, khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến trong quá khứ cho các sửa chữa nha khoa khác nhau. Tuy nhiên, thông lệ này đã trở nên ít phổ biến hơn, với việc vàng hiện được thay thế bằngvật liệu tổng hợptrong nhiều trường hợp.

Mặc dù vàng có một số đặc tính diệt khuẩn nhưng cần lưu ý rằng giá thành và độ hiếm của nó hạn chế việc sử dụng nó. Thông thường, vàng được sử dụng ở dạng mạ rất mỏng thay vì vàng nguyên khối. Lớp mạ vàng thường được tìm thấy trên dây dẫn, dây điện và các linh kiện vi điện tử khác được sử dụng trong thiết bị cấy ghép kích thích điện vàcảm biến.

8. Bạch kim

Bạch kim, một kim loại trơ và cực kỳ ổn định khác, được coi là một lựa chọn tuyệt vời cho các thiết bị và dụng cụ phẫu thuật do khả năng tương thích sinh học và độ dẫn đặc biệt của nó. Dây bạch kim tinh tế được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị cấy ghép điện tử bên trong như máy trợ thính và máy điều hòa nhịp tim. Hơn nữa, bạch kim nhận thấy ứng dụng của nó liên quan đến rối loạn thần kinh và theo dõi sóng não.

9. Bạc

Tương tự như đồng, bạc có đặc tính kháng khuẩn vốn có, khiến nó có giá trị trong nhiều ứng dụng khác nhau. Nó được sử dụng trong ống đỡ động mạch và các thiết bị cấy ghép không chịu lực, thậm chí còn được tích hợp vào các hợp chất xi măng dùng để trát xương. Ngoài ra, bạc còn được hợp kim với kẽm hoặc đồng để sản xuất vật liệu trám răng.

10. Tantali

Tantalum thể hiện các đặc tính vượt trội như khả năng chịu nhiệt cao, khả năng gia công tuyệt vời, khả năng chống axit và ăn mòn cũng như sự kết hợp giữa độ dẻo và độ bền. Là một kim loại chịu lửa có độ xốp cao, nó tạo điều kiện cho xương phát triển và tích hợp, khiến nó phù hợp để cấy ghép khi có xương.

Tantalum được ứng dụng trong nhiều dụng cụ y tế và băng đánh dấu chẩn đoán do khả năng miễn dịch với chất dịch cơ thể và khả năng chống ăn mòn của nó. Sự ra đời củain 3dđã cho phép tantalum được sử dụng trong các thiết bị thay thế xương sọ và các thiết bị nha khoa như mão răng hoặcĐinh ốc bài viết. Tuy nhiên, do tính hiếm và giá thành cao nên tantalum thường được sử dụng làm vật liệu composite hơn là ở dạng nguyên chất.

11. Nitinol

Nitinol là hợp kim được tạo thành từ niken và titan, được biết đến với khả năng chống ăn mòn và tương thích sinh học đặc biệt. Cấu trúc tinh thể độc đáo của nó cho phép nó thể hiện tính siêu đàn hồi và hiệu ứng bộ nhớ định hình. Những đặc tính này đã cách mạng hóa ngành công nghiệp thiết bị y tế bằng cách cho phép vật liệu trở lại hình dạng ban đầu sau khi biến dạng, dựa trên nhiệt độ cụ thể.

Trong các quy trình y tế đòi hỏi độ chính xác cao, nitinol mang đến sự linh hoạt để di chuyển trong không gian chật hẹp trong khi vẫn duy trì độ bền để chịu được sức căng đáng kể (lên tới 8%). Bản chất nhẹ và hiệu suất tuyệt vời của nó làm cho nó trở thành sự lựa chọn lý tưởng để sản xuất các ứng dụng y sinh khác nhau. Ví dụ bao gồm dây chỉnh nha, neo xương, ghim, thiết bị đệm, dụng cụ van tim, dây dẫn và ống đỡ động mạch. Nitinol cũng có thể được sử dụng để tạo ra các dấu hiệu và đường chẩn đoán nhằm xác định vị trí khối u vú, cung cấp các lựa chọn ít xâm lấn hơn để chẩn đoán và điều trị ung thư vú.

12. Niobi

Niobium, một kim loại đặc biệt chịu lửa, được ứng dụng trong các thiết bị y tế hiện đại. Nó được công nhận vì tính trơ và khả năng tương thích sinh học đặc biệt. Bên cạnh các thuộc tính có giá trị bao gồm tính dẫn nhiệt và điện cao, niobi thường được sử dụng trong sản xuất các bộ phận nhỏ cho máy điều hòa nhịp tim.

13. Vonfram

Vonfram thường được sử dụng trong thiết bị y tế, đặc biệt là trong sản xuất ống cho các thủ thuật xâm lấn tối thiểu như nội soi và nội soi. Nó mang lại độ bền cơ học và cũng có thể đáp ứng nhu cầu về độ phóng xạ, khiến nó phù hợp với các ứng dụng kiểm tra huỳnh quang. Ngoài ra, mật độ vonfram vượt trội so với chì, khiến nó trở thành vật liệu thay thế thân thiện với môi trường cho vật liệu che chắn bức xạ.

Vật liệu tương thích sinh học có sẵn cho thiết bị y tế

Khi nói đến các vật liệu tương thích sinh học được sử dụng trong cơ sở chăm sóc sức khỏe, chúng phải tuân thủ các tiêu chí cụ thể có thể không áp dụng cho các sản phẩm khác.

Ví dụ, chúng cần phải không độc hại khi tiếp xúc với mô người hoặc chất dịch cơ thể. Ngoài ra, chúng phải có khả năng chống lại các hóa chất được sử dụng để khử trùng, chẳng hạn như chất tẩy rửa và chất khử trùng. Trong trường hợp kim loại y tế dùng để cấy ghép phải không độc hại, không bị ăn mòn và không có từ tính. Nghiên cứu liên tục khám phá các hợp kim kim loại mới, cũng như các vật liệu khác nhưnhựaVàgốm sứ , để đánh giá sự phù hợp của chúng như là vật liệu tương thích sinh học. Hơn nữa, một số vật liệu có thể an toàn khi tiếp xúc trong thời gian ngắn nhưng không thích hợp để cấy ghép vĩnh viễn.

Do có nhiều biến số liên quan, các cơ quan quản lý như FDA ở Hoa Kỳ, cùng với các cơ quan toàn cầu khác, không chứng nhận nguyên liệu thô cho các thiết bị y tế. Thay vào đó, việc phân loại được gán cho sản phẩm cuối cùng chứ không phải cho vật liệu cấu thành của nó. Tuy nhiên, việc lựa chọn vật liệu tương thích sinh học vẫn là bước đầu tiên và quan trọng để đạt được phân loại mong muốn.

Tại sao kim loại là vật liệu được ưa chuộng cho các bộ phận của thiết bị y tế?

Trong những trường hợp cần độ bền và độ cứng đặc biệt, kim loại, đặc biệt là ở những mặt cắt ngang nhỏ, thường là lựa chọn ưu tiên. Chúng rất phù hợp cho các bộ phận cần được tạo hình hoặc gia công thành các dạng phức tạp, chẳng hạn nhưthăm dò , cánh và điểm. Hơn nữa, kim loại còn nổi trội ở các bộ phận cơ khí tương tác với các thành phần kim loại khác như đòn bẩy,bánh răng , trang trình bày và trình kích hoạt. Chúng cũng thích hợp cho các bộ phận trải qua quá trình khử trùng ở nhiệt độ cao hoặc đòi hỏi các đặc tính cơ lý vượt trội so với vật liệu gốc polymer.

Kim loại thường có bề mặt bền và bóng giúp dễ dàng làm sạch và khử trùng. Titan, hợp kim titan, thép không gỉ và hợp kim niken rất được ưa chuộng trong các thiết bị y tế do khả năng đáp ứng các yêu cầu làm sạch nghiêm ngặt trong các ứng dụng chăm sóc sức khỏe. Ngược lại, các kim loại dễ bị oxy hóa bề mặt không kiểm soát và có tính phá hủy, chẳng hạn như thép, nhôm hoặc đồng, sẽ bị loại khỏi các ứng dụng đó. Những kim loại hiệu suất cao này có những đặc tính độc đáo, một số hạn chế và tính linh hoạt đặc biệt. Làm việc với những vật liệu này đòi hỏi những phương pháp thiết kế sáng tạo, có thể khác với những phương pháp thường được sử dụng với kim loại hoặc nhựa tiêu chuẩn, mang lại vô số khả năng cho các kỹ sư sản phẩm.

Các dạng ưa thích của một số kim loại được sử dụng cho thiết bị y tế

Có một số dạng hợp kim titan, thép không gỉ và hợp kim cứng thường được sử dụng trong ngành y tế, bao gồm tấm, thanh, lá, dải, tấm, thanh và dây. Những hình thức khác nhau này là cần thiết để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của các thành phần thiết bị y tế, thường có bản chất nhỏ và phức tạp.

Để sản xuất các hình dạng này, tự độngmáy ép dập thường được tuyển dụng. Dải và dây là nguyên liệu ban đầu được sử dụng phổ biến nhất cho kiểu xử lý này. Các dạng máy nghiền này có nhiều kích cỡ khác nhau, với độ dày dải từ lá siêu mỏng ở mức 0,001 inch đến 0,125 inch và dây phẳng có độ dày từ 0,010 inch đến 0,100 inch và chiều rộng từ 0,150 inch đến 0,750 inch. .

Những cân nhắc khi sử dụng kim loại trong sản xuất thiết bị y tế

Trong lĩnh vực này, chúng ta sẽ điểm qua bốn yếu tố chính khi sử dụng kim loại để sản xuất thiết bị y tế, đó là gia công, khả năng tạo hình, kiểm soát độ cứng vàbề mặt hoàn thiện.

1. Gia công

Các đặc tính gia công của hợp kim 6-4 gần giống với thép không gỉ austenit, với cả hai vật liệu đều có tỷ lệ khoảng 22% thép AISI B-1112. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng titan phản ứng với dụng cụ cacbua và phản ứng này được tăng cường bởi nhiệt. Vì vậy, nên sử dụng dung dịch cắt ngập nhiều khi gia công titan.

Điều quan trọng là tránh sử dụng chất lỏng có chứa halogen, vì chúng có thể gây nguy cơ gây ăn mòn do ứng suất nếu không được loại bỏ hoàn toàn sau các thao tác gia công.

2. Khả năng định hình

Những người thợ đóng dấu thường thích những vật liệu dễ nguội. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng khả năng tạo hình có liên quan nghịch với các đặc tính cụ thể mà người mua tìm kiếm khi lựa chọn các hợp kim này, chẳng hạn như độ cứng và độ bền tuyệt vời.

Ví dụ, ghim phẫu thuật cần có độ bền tối đa để ngăn ngừa sự tách rời, ngay cả với mặt cắt rất mỏng. Đồng thời, chúng phải có khả năng định hình cực kỳ tốt để cho phép bác sĩ phẫu thuật đóng chặt chúng mà không cần đến các dụng cụ ghim xâm lấn.

Việc đạt được sự cân bằng giữa sức mạnh và khả năng định hình có thể được thực hiện một cách hiệu quả trong giai đoạn cuộn lại. Bằng cách cuộn cẩn thận dải đến thước đo mong muốn và sử dụng quá trình ủ giữa các lần chuyền để chống lại tác động của việc làm cứng vật liệu, sẽ đạt được mức độ định hình tối ưu.

Rerollers sử dụng một quá trình xử lý nhiệt xen kẽ vàcán nguộiđể cung cấp vật liệu có thể tạo hình rất phù hợp cho việc tạo hình, kéo và đột bằng cách sử dụng thiết bị dập nhiều khuôn và nhiều khuôn thông thường.

Mặc dù độ dẻo của titan và hợp kim của nó có thể thấp hơn so với các kim loại kết cấu thông dụng khác, nhưng các sản phẩm dạng dải vẫn có thể dễ dàng được tạo thành ở nhiệt độ phòng, mặc dù với tốc độ chậm hơn so với thép không gỉ.

Sau khi tạo hình nguội, titan có khả năng đàn hồi trở lại do mô đun đàn hồi thấp, chỉ bằng một nửa so với thép. Điều đáng chú ý là mức độ đàn hồi tăng theo độ bền của kim loại.

Khi nỗ lực ở nhiệt độ phòng là không đủ, các hoạt động tạo hình có thể được thực hiện ở nhiệt độ cao vì độ dẻo của titan tăng theo nhiệt độ. Nói chung, các dải và tấm titan không hợp kim được tạo hình nguội.

Tuy nhiên, có một ngoại lệ đối vớihợp kim alpha , đôi khi được làm nóng đến nhiệt độ từ 600°F đến 1200°F để ngăn hiện tượng đàn hồi trở lại. Điều đáng lưu ý là ở nhiệt độ vượt quá 1100°F, quá trình oxy hóa bề mặt titan sẽ trở thành mối lo ngại, do đó, hoạt động tẩy cặn có thể cần thiết.

Vì thuộc tính hàn nguội của titan cao hơn thép không gỉ nên việc bôi trơn thích hợp là rất quan trọng khi tiến hành bất kỳ hoạt động nào liên quan đến titan tiếp xúc vớikim loại chếthoặc thiết bị tạo hình.

3. Kiểm soát độ cứng

Sử dụng quy trình cán và ủ để đạt được sự cân bằng giữa khả năng định hình và độ bền trong hợp kim. Bằng cách ủ giữa mỗi lần cán, tác động của quá trình đông cứng sẽ được loại bỏ, dẫn đến nhiệt độ mong muốn giúp duy trì độ bền của vật liệu đồng thời mang lại khả năng tạo hình cần thiết.

Để đáp ứng các thông số kỹ thuật nghiêm ngặt và giảm thiểu chi phí, các chuyên gia tạiNHÓM HUAYI có thể hỗ trợ lựa chọn hợp kim và cung cấp các giải pháp toàn diện cho gia công kim loại y tế của bạn. Điều này đảm bảo các hợp kim có sự kết hợp các đặc tính mong muốn, phù hợp với các yêu cầu và ràng buộc cụ thể.

4. Hoàn thiện bề mặt

Trong giai đoạn cuộn lại, độ hoàn thiện bề mặt của các sản phẩm dải thép không gỉ và titan được xác định. Các nhà thiết kế có nhiều tùy chọn để lựa chọn, bao gồm lớp hoàn thiện sáng và phản chiếu, bề mặt mờ tạo điều kiện thuận lợi cho việc bôi trơn hoặc các bề mặt chuyên dụng khác cần thiết cho mục đích liên kết, hàn đồng hoặc hàn.

Bề mặt hoàn thiện được tạo ra bởi sự tiếp xúc giữa các cuộn làm việc và vật liệu trong máy cán. Ví dụ, sử dụng cuộn cacbua có độ bóng cao sẽ tạo ra lớp hoàn thiện sáng như gương và phản chiếu, trong khi các cuộn thép được phun cát tạo ra lớp hoàn thiện mờ với độ nhám 20-40 µin. RMS. Các cuộn cacbua được phun bằng hạt mang lại bề mặt xỉn màu với kích thước 18-20 µin. Độ nhám RMS.

Quá trình này có khả năng tạo ra bề mặt có độ nhám lên tới 60 µin. RMS, đại diện cho mức độ tương đối cao củađộ nhám bề mặt.

Kim loại và hợp kim thường được sử dụng cho các ứng dụng y tế

Hợp kim thép không gỉ, titan và niken được coi là vật liệu tiên tiến hơn so với các vật liệu thông thường. Tuy nhiên, chúng cũng mang lại nhiều khả năng hơn. Những vật liệu này có khả năng thay đổi các đặc tính cơ học của chúng thông qua các quá trình như gia nhiệt, làm mát và làm nguội. Hơn nữa, trong quá trình xử lý, chúng có thể trải qua những sửa đổi tiếp theo nếu cần. Ví dụ, cán kim loại thành các máy đo mỏng hơn có thể làm tăng độ cứng của chúng, trong khi ủ có thể khôi phục các đặc tính của chúng về nhiệt độ chính xác, cho phép tạo hình tiết kiệm chi phí.

Những kim loại này hoạt động tốt trongứng dụng y tế . Chúng có khả năng chống ăn mòn đặc biệt, có khả năng cơ học cao, cung cấp nhiều lựa chọn xử lý bề mặt và mang lại tính linh hoạt trong sản xuất tuyệt vời khi các nhà thiết kế đã quen với độ phức tạp của chúng.

Phần kết luận

Khi sản xuất thiết bị y tế, điều quan trọng là phải cẩn thận lựa chọn kim loại phù hợp. Các kim loại thường được sử dụng cho mục đích này bao gồm thép không gỉ, titan, crom coban, đồng, tantalum và bạch kim. Những kim loại này được ưa chuộng do tính tương thích sinh học và độ bền tuyệt vời của chúng. Mặc dù palladium cũng đang được công nhận nhưng việc sử dụng nó tương đối hạn chế do chi phí cao hơn. Chúng tôi hy vọng hướng dẫn này sẽ hỗ trợ bạn tìm được kim loại phù hợp đáp ứng các dự án hoặc ứng dụng y tế của bạn.