抛光 3D 打印医疗器械的金属部件

如何平衡骨科和牙种植体的粗糙和光滑

3D打印技术的发展 对医疗器械行业产生了革命性的影响，为产品设计和大规模定制开辟无限新的可能。然而，有一个有趣的转折——需要抛光金属部件 — 在一些最流行的应用程序中。

具体来说，由于 3D 打印表面的粗糙光洁度和固有孔隙率，金属抛光 3D 打印金属部件通常需要用于骨科和牙科植入物 .

有多种方法可用于制造 3D 打印金属部件。例如，它们可能是在特殊气氛中制造的，例如在氩气气氛中制造钛零件时。或者可以使用直接金属激光烧结 (DMLS) 制造 3D 打印金属部件 , 选择性激光熔化 (SLM) , 电子束熔化 (EBM) ，或其他一些过程。

无论使用哪种方法，3D 打印的本质是 三个变量决定零件的光洁度及其密度（或孔隙率） ：

除了大规模定制的能力外，金属部件的 3D 打印还为骨科和牙科植入物提供了特定的好处。

也就是说，上述三个冶金变量的组合产生了一种非常粗糙的多孔表面，促进了骨骼和其他组织与植入物的融合。这种融合对于手术的成功至关重要。

但是，如果您需要光滑的表面处理，例如需要良好耐磨特性的关节植入物，该怎么办？这时候金属零件的抛光就派上用场了。

对于 3D 打印膝关节植入物等应用，部分表面需要粗糙且多孔，以使骨骼与植入物融合。然而，在膝盖的磨损面上 ，你需要一个尽可能光滑的饰面，以：

同样的原理也适用于髋部、肩部和其他类型的植入物，这些植入物既有磨损表面，也有必须与骨骼或其他组织融合的表面。

仅在美国，每年就有数百万人接受髋关节或膝关节置换手术。近年来，发生了多起广为人知的诉讼，涉及：

对植入物制造商来说幸运的是，结合使用 3D 打印和适当的金属部件抛光技术可以实现适当的表面处理 .

这使得 3D 打印金属植入物的某些表面尽可能光滑，而其他表面保持所需的粗糙度和孔隙率有效的种植体与组织融合。

抛光金属零件的方法有很多种。这些方法包括劳动密集型和精确（因此成本更高）手工抛光 各种自动磨损方法 用激光或电子束抛光 .所有这些技术的目标都是获得光滑且无孔隙的表面光洁度。

对于通过非常精确的 3D 打印创建的金属部件进行抛光，严格控制材料去除的能力至关重要。它有助于确保零件的原始形状 — 及其所有严格的尺寸公差 ——被保留了。

一般来说，这意味着 3D 打印部件的抛光技术必须在去除尽可能少的材料的同时达到指定的光滑度 .对于具有复杂几何形状、锋利边缘和精细细节的金属部件尤其如此。

因此，在抛光用于 3D 打印骨科或牙科植入物和其他医疗设备的金属部件时，重点主要是保持公差。即使对于需要高光泽甚至镜面效果的应用也是如此。

定制金属抛光是一个领域，根据所使用的金属类型，金属切削可以实现 Ra 0.1 µm 及以下的表面光洁度，同时保持严格的公差和最小的材料去除。结果是表面光洁度提供了用于植入物和其他医疗设备所需的技术特性。

（在我们的博客中了解更多关于 3D 打印零件世界中的金属抛光。）

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