Titaniumdele til medicinsk brug
Wstitanium er en virksomhed, der har specialiseret sig i fremstilling af titanium cykeldele.
- ISO 9001: 2016-certificeret
- ISO 13485: 2015-certificeret
- Teknisk support døgnet rundt
- Kvalitetsinspektionsrapport i fuld størrelse
CNC-bearbejdning medicinsk titanium dele
3D-print af medicinsk titanium dele
Producent af medicinske titandele
Titanium spiller en uundværlig rolle i fremstillingen af medicinske dele på grund af dets fremragende egenskaber, såsom høj styrke, lav densitet, god biokompatibilitet, korrosionsbestandighed osv. Fra kunstige led til tandimplantater, fra kirurgiske instrumenter til kardiovaskulære stenter, er titanium medicinske dele meget udbredt i forskellige medicinske undersegmenter. højtydende titanium medicinske dele til det globale medicinske marked.
Populære medicinske titanmaterialer
Forskellige kvaliteter af titanium har unikke ydeevneegenskaber på grund af forskelle i deres kemiske sammensætning og mikrostruktur. Wstitanium er udmærket klar over den vigtigste indvirkning af forskellige ydeevnegrader på medicinske dele og har stærke ydeevneoptimerings- og tilpasningsmuligheder. Vi kontrollerer præcist forskellige ydeevneindikatorer for titanium, såsom styrke, hårdhed, sejhed, elasticitetsmodul osv., for at give dig de bedst egnede titanium medicinske dele materialeløsninger. Følgende er almindelige titaniumkvaliteter, der bruges i medicinske applikationer.
Ti - 6Al - 4V
Ti-6Al-4V (TC4) er en af de mest populære α+β titanlegeringer, der indeholder 6% aluminium (Al) og 4% vanadium (V). Tilsætningen af aluminium kan forbedre legeringens styrke og termiske stabilitet, mens vanadium hjælper med at forbedre forarbejdningsydelsen og sejheden af legeringen. Det er meget udbredt til fremstilling af kunstige led, såsom hofteled, knæled, skulderled osv. Derudover bruges det også til fremstilling af nogle kirurgiske instrumenter, såsom knogleplader og skruer til ortopædisk kirurgi, samt medicinsk udstyr såsom kardiovaskulære stents.
Ti - 6Al - 7Nb
Ti – 6Al – 7Nb er en vanadiumfri α+β titanlegering indeholdende 6 % aluminium og 7 % niobium (Nb). Dens bemærkelsesværdige egenskab er, at den ikke indeholder vanadium, hvilket kan være potentielt skadeligt for den menneskelige krop. Det bruges ofte til at fremstille implantater med højere krav til biosikkerhed, såsom tandimplantater, spinalimplantater mv.
Ti - 13Nb - 13Zr
Ti-13Nb-13Zr er en typisk β-type titanlegering indeholdende 13% niobium (Nb) og 13% zirconium (Zr). Både niobium og zirconium er grundstoffer med god biokompatibilitet. Ti-13Nb-13Zr har et elasticitetsmodul tættere på det for menneskelige knogler. Denne egenskab kan effektivt reducere den stressafskærmende effekt mellem implantater og omgivende knoglevæv og reducere risikoen for knogleresorption og implantatløsning. Det bruges ofte til fremstilling af tandimplantater og ortopædiske implantater, der kræver høje mekaniske egenskaber og biokompatibilitet.
TA1/TA2
TA1/TA2 er en kvalitet af rent titanium, med et titaniumindhold på ikke mindre end 99.5%. Det er meget udbredt i knogleskruefremstilling og kan opfylde de mekaniske egenskaber ved generel knoglereparation. I betragtning af at børn og unges knogler stadig er i vækst- og udviklingsstadiet, stiller de højere krav til sejhed, og TA1 og TA2 med højere renhed kan prioriteres. For knogleskruer i nogle specielle dele, såsom knogleskruer til kraniereparation, er plasticiteten og biokompatibiliteten af materialet ekstremt høj, og TA1 og TA2 kan være bedre valg.
Fremstilling af titanium medicinske dele
Wstitanium har et komplet og avanceret fremstillingssystem af titanium medicinske dele, der dækker støbning, smedning, CNC-bearbejdning, additiv fremstilling, pulvermetallurgi, metalsprøjtestøbning osv. Ved støbning anvendes avanceret investeringsstøbning og vakuumbueovnsstøbeteknologi. Inden for smedning har Wstitanium storstilet smedningsudstyr og rig smedningserfaring. Det kan producere højstyrke og højtydende titanlegeringssmedninger gennem fri smedning og formsmedning osv., for at opfylde de strenge krav til medicinske dele til mekaniske egenskaber.
CNC Machining
Wstitaniums 5-aksede CNC bearbejdningscenter, CNC fræse- og drejningskompleks bearbejdningscenter osv. er velegnet til fremstilling af titanium medicinske dele med komplekse former, flere overflader og vinkler, såsom komplekse dele af kunstige led. Der vælges hårdmetalværktøjer, keramiske værktøjer, TiAlN-belagte værktøjer og lavere skærehastigheder mellem 50-150m/min. Fremføringshastigheden er mellem 0.1-0.3 mm/r. Skæredybden er mellem 0.5-2 mm. Dette kan sikre, at dimensionsnøjagtigheden af titanium medicinske dele når ±0.01-±0.005 mm, og dens overfladeruhed Ra kan nå 0.1-1.6μm.
3D Printing
3D-print, også kendt som additiv fremstilling, er en hurtig prototypeteknologi, der fremstiller tredimensionelle faste dele ved at tilføje materialer lag for lag. 3D-printteknologi giver stor frihed til design af titanium medicinske dele og kan realisere komplekse strukturer, der er vanskelige at fremstille ved traditionelle behandlingsmetoder, såsom porøse strukturer og bioniske strukturer.
Hos Wstitanium omfatter de 3D-printteknologier, der bruges til fremstilling af titanium medicinske dele, primært laserselektiv smeltning (SLM) og elektronstrålesmeltning (EBM). Der vælges sfærisk titaniumpulver med en partikelstørrelse på 15-53μm, som har høj renhed og lavt urenhedsindhold og kan sikre kvaliteten og ydeevnen af trykte dele. SLM-udstyret er udstyret med en højeffektfiberlaser med en effekt på 200-500W og en spotdiameter på snesevis af mikron. Størrelsen af den byggede del er 200-400 mm. EBM-udstyret er udstyret med en højspændingselektronkanon, der kan generere en højenergielektronstråle, og dens accelerationsspænding er generelt mellem 60-150kV. Vakuumgraden kan nå 10⁻³ – 10⁻⁵Pa, hvilket effektivt sikrer renheden af produktionsmiljøet.
Pulvermetallurgi
Pulvermetallurgi er en metode til fremstilling af medicinske dele ved hjælp af titaniumpulver som råmateriale gennem processer som støbning og sintring. Hos Wstitanium blandes titaniumpulver først jævnt med en passende mængde tilsætningsstoffer (såsom bindemidler, smøremidler osv.), og derefter presses det blandede pulver til en grøn krop med en bestemt form og størrelse gennem en form. Det grønne legeme er sintret under visse temperatur- og trykforhold for at tillade atomær diffusion og binding mellem pulverpartikler for at danne en tæt titaniumdel.
Sintringstemperaturen er 1200-1400 ℃, og sintringstiden er 1-5 timer afhængigt af delens størrelse og form. Sintringsatmosfæren er sædvanligvis vakuum eller inert gas, såsom argon, for at forhindre det grønne legeme i at blive oxideret under sintringsprocessen.
Metalindsprøjtning
MIM stiller høje krav til titaniumpulver. Ud over høj renhed og god partikelstørrelse kræves det også, at pulveret har gode flydende og fyldeegenskaber. Wstitanium bruger sfærisk titaniumpulver med en partikelstørrelse mellem 5-20μm. Dette pulver kan danne en ensartet og stabil sprøjtestøbning under påvirkning af bindemidlet for at sikre en jævn fremgang af sprøjtestøbningsprocessen. Bindemiddelsystemet omfatter paraffinbaseret, polypropylenbaseret, polyethylenbaseret osv. I henhold til de specifikke proceskrav og krav til delens ydeevne vælges den passende bindemiddelformel og -forhold. Tætheden af dele fremstillet af MIM kan nå mere end 95% af den teoretiske tæthed.
Efterbehandling af titanium medicinske dele
Efterbehandlingstjenester giver titanium medicinske dele nye egenskaber uden at ændre deres matrix, såsom at forbedre slidstyrken, fremme celleadhæsion osv. Disse præstationsforbedringer er af afgørende betydning for at forlænge levetiden af medicinske dele, reducere risikoen for infektion, forbedre behandlingseffekter og sikre patienternes sikkerhed og sundhed.
Polering
Polering er en metode til at reducere overfladeruheden af titanium medicinske dele og forbedre overfladefinishen gennem CNC slibning og lapning. Almindelige poleringsmetoder omfatter mekanisk polering, kemisk polering og elektrolytisk polering.
Overfladeruheden Ra efter polering kan nå 0.01-0.1μm, hvilket ikke kun kan forbedre kvaliteten af delenes udseende, men også reducere muligheden for bakteriel vedhæftning og korrosion og forbedre delenes biosikkerhed og korrosionsbestandighed. For eksempel kan polering på overfladen af kunstige samlinger reducere leddenes friktionskoefficient, reducere slid og øge leddenes levetid.
sandblæsning
Sandblæsning er en proces, der bruger højhastighedsslibemidler (såsom aluminiumoxid, siliciumcarbid, glasperler osv.) til at påvirke overfladen af medicinske titaniumdele, hvilket forårsager små ujævnheder på overfladen, og derved ændrer overfladens morfologi og ruhed. Overfladeruheden Ra efter sandblæsning er generelt 0.5 – 2.5μm.
Hofteleddets lårbensstamme efter sandblæsning kan øge overfladens ruhed, fremme væksten af knoglevæv og forbedre bindingsstyrken mellem implantatet og knoglevævet.
anodisering
Anodisering er en proces, der får oxidationsreaktionen på overfladen af dele til at danne en oxidfilm. Tykkelsen af oxidfilmen er generelt mellem 1-10μm, med høj hårdhed, som effektivt kan beskytte dele mod korrosion og slid. Anodisering er meget udbredt i overfladebeskyttelse og dekoration af titanium medicinske dele. For eksempel kan anodisering af overfladen af kunstige knæled af titaniumlegering ikke kun beskytte leddene mod korrosion af kropsvæsker, men også fremme vedhæftningen og spredningen af knogleceller og forbedre leddenes stabilitet.
Mikro-bue oxidation
Mikrobueoxidation refererer til processen med at påføre højspænding i elektrolytten for at generere mikrobueudladning på overfladen af titanium medicinske dele. Under påvirkning af øjeblikkelig høj temperatur og højt tryk omdannes metallet på overfladen til en keramisk oxidfilm. Oxidfilmen har højere hårdhed, slidstyrke og korrosionsbestandighed. Dens tykkelse er generelt mellem 10-100μm, og den er fast bundet til underlaget. Overfladen af mikrobueoxidationsfilmen har en porøs struktur, som er befordrende for vedhæftning og vækst af celler og forbedrer biokompatibiliteten af implantater. Mikrobueoxidation anvendes i kunstige led, tandimplantater mv.
Konklusion
Wstitanium er i stand til at fremstille titanium medicinske dele af forskellige typer og kompleksitet. CNC-bearbejdning udmærker sig med sin høje præcision og høje fleksibilitet ved fremstilling af medicinske dele med ekstremt høje krav til dimensionsnøjagtighed, såsom præcisionsdele til kirurgiske instrumenter. 3D-print kan nemt opnå komplekse strukturer og personlig tilpasning og har uerstattelige fordele ved fremstilling af kunstige led med porøse strukturer og personlige tandimplantater. Pulvermetallurgi og metalsprøjtestøbning har betydelige fordele ved fremstilling af lavt volumen og kompleksformede titanium medicinske dele.