3D 打印医疗器械金属零件抛光专家指南
如何在骨科和牙科植入件中平衡粗糙与光滑
3D 打印技术的发展对医疗器械行业产生革命性影响,开启产品设计和大规模定制的无限新可能。但最热门应用中有个有趣转折——金属零件抛光需求。
具体因 3D 打印表面固有粗糙度和孔隙率,金属抛光常用于骨科和牙科植入件的3D 打印金属零件。
3D 打印金属零件的表面光洁度和孔隙率
制造 3D 打印金属零件有多种方法。如在特殊气氛中制造,例如氩气氛中构建钛零件。或用直接金属激光烧结(DMLS)、选择性激光熔化(SLM)、电子束熔化(EBM)或其他工艺。
无论何种方法,3D 打印本质决定三个变量决定零件光洁度和密度(或孔隙率):
- 打印过程“电梯”层步高
- 激光束大小
- 金属颗粒大小
为何用 3D 打印金属零件做植入件?
除大规模定制能力,3D 打印金属零件对骨科和牙科植入件有特定优势。
即上述三冶金变量组合创造极粗糙、多孔表面,促进骨和其他组织与植入件融合。该融合对手术成功至关重要。
但若需光滑光洁度,如关节植入件磨损面需良好磨损特性?此时金属零件抛光登场。
金属零件抛光在 3D 打印植入件中的作用
如 3D 打印膝植入件,部分表面需粗糙多孔以利骨融合。但膝关节磨损面需尽可能光滑,以:
- 减摩擦
- 确保植入件合理寿命
- 降低导致接受者疼痛风险
同理适用于髋、肩等既有磨损面又须与骨或组织融合的植入件。
仅美国每年数百万人接受髋或膝置换手术。近年因以下曝光诉讼:
- 器械失效
- 与此类植入件相关疼痛或损伤
- 过度磨损导致预期 20 年寿命器械提前更换
庆幸植入件制造商,通过结合 3D 打印和正确金属零件抛光技术可达成合格光洁度。
这允许 3D 打印金属植入件某些表面尽可能光滑,而其他表面保持有效植入体-组织融合所需粗糙度和孔隙率。
抛光 3D 打印金属零件的目标
抛光金属零件有多种方法。从劳动密集精准(因此更贵)的手工抛光到各种自动化磨料法和激光/电子束抛光。所有技术目标:获无孔隙光滑表面光洁度。
为极精密 3D 打印零件抛光,严密控制去除材料量至关重要。有助确保零件原始形态——含所有严苛尺寸公差——得以保留。
通常意味着 3D 打印零件抛光技术须以最小材料去除量达成指定光滑度。对复杂几何、锐利边缘、精细细节的金属零件尤甚。
因此,为 3D 打印骨科/牙科植入件及其他医疗器械抛光金属零件时,重点主要在保持公差。即使需高亮甚至镜面光洁度应用亦然。
定制金属抛光领域,视金属类型 Metal Cutting 可达 Ra 0.1 µm 以下表面光洁度,同时保持严苛公差和最小材料去除。结果提供植入件和其他医疗器械所需技术性能表面光洁度。
(详见博客《3D 打印零件世界的金属抛光》。)
植入件和医疗器械专业金属抛光
Metal Cutting 将持续满足医疗器械行业变化需求和最新医疗技术进步。作为精密金属加工公司,专家能力包括医疗器械应用所有金属极严公差切割、磨削、研磨、抛光。
也提供弯曲、角度切割、尖头开槽等二次加工。此外供钨钼线材、带材、棒材等产品。
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