Titanteile für die Medizin
Wstitanium ist ein Unternehmen, das auf die Herstellung von Fahrradteilen aus Titan spezialisiert ist.
- ISO 9001: 2016 zertifiziert
- ISO 13485: 2015 zertifiziert
- Technischer Support rund um die Uhr
- Vollständiger Qualitätsprüfbericht
CNC-Bearbeitung medizinischer Titanteile
3D-Druck medizinischer Titanteile
Hersteller medizinischer Titanteile
Aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften wie hohe Festigkeit, geringe Dichte, gute Biokompatibilität, Korrosionsbeständigkeit usw. spielt Titan bei der Herstellung medizinischer Teile eine unverzichtbare Rolle. Von künstlichen Gelenken bis hin zu Zahnimplantaten, von chirurgischen Instrumenten bis hin zu kardiovaskulären Stents werden medizinische Titanteile in zahlreichen medizinischen Untersegmenten eingesetzt. Als Hersteller medizinischer Titanteile hat sich Wstitanium der Bereitstellung qualitativ hochwertiger, leistungsstarker medizinischer Titanteile für den globalen Medizinmarkt verschrieben.
Beliebte medizinische Titanmaterialien
Verschiedene Titansorten weisen aufgrund ihrer unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung und Mikrostruktur einzigartige Leistungsmerkmale auf. Wstitanium ist sich der entscheidenden Auswirkungen unterschiedlicher Leistungsklassen auf medizinische Bauteile bewusst und verfügt über umfassende Möglichkeiten zur Leistungsoptimierung und -anpassung. Wir kontrollieren präzise verschiedene Leistungsindikatoren von Titan, wie Festigkeit, Härte, Zähigkeit und Elastizitätsmodul, um Ihnen die optimal geeigneten Materiallösungen für medizinische Titanteile zu bieten. Im Folgenden finden Sie gängige Titansorten für medizinische Anwendungen.
Ti - 6Al - 4V
Ti-6Al-4V (TC4) ist eine der beliebtesten α+β-Titanlegierungen und enthält 6 % Aluminium (Al) und 4 % Vanadium (V). Die Zugabe von Aluminium kann die Festigkeit und thermische Stabilität der Legierung verbessern, während Vanadium die Verarbeitungseigenschaften und die Zähigkeit der Legierung verbessert. TCXNUMX wird häufig zur Herstellung künstlicher Gelenke wie Hüftgelenken, Kniegelenken und Schultergelenken verwendet. Darüber hinaus wird es auch zur Herstellung einiger chirurgischer Instrumente wie Knochenplatten und Schrauben für die orthopädische Chirurgie sowie medizinischer Geräte wie kardiovaskulärer Stents verwendet.
Ti - 6Al - 7Nb
Ti – 6Al – 7Nb ist eine vanadiumfreie α+β-Titanlegierung mit 6 % Aluminium und 7 % Niob (Nb). Sie zeichnet sich dadurch aus, dass sie kein Vanadium enthält, das potenziell schädlich für den menschlichen Körper sein kann. Sie wird häufig zur Herstellung von Implantaten mit höheren Anforderungen an die Biosicherheit verwendet, wie z. B. Zahnimplantaten, Wirbelsäulenimplantaten usw.
Ti - 13Nb - 13Zr
Ti-13Nb-13Zr ist eine typische β-Titanlegierung mit 13 % Niob (Nb) und 13 % Zirkonium (Zr). Sowohl Niob als auch Zirkonium sind Elemente mit guter Biokompatibilität. Der Elastizitätsmodul von Ti-13Nb-13Zr ähnelt dem des menschlichen Knochens. Diese Eigenschaft kann den Spannungsschutzeffekt zwischen Implantaten und umgebendem Knochengewebe effektiv reduzieren und das Risiko von Knochenabbau und Implantatlockerung verringern. Ti-XNUMXNb-XNUMXZr wird häufig zur Herstellung von Zahnimplantaten und orthopädischen Implantaten verwendet, die hohe mechanische Eigenschaften und Biokompatibilität erfordern.
TA1/TA2
TA1/TA2 ist eine reine Titansorte mit einem Titangehalt von mindestens 99.5 %. Sie wird häufig in der Herstellung von Knochenschrauben verwendet und erfüllt die mechanischen Anforderungen für die allgemeine Knochenreparatur. Da sich die Knochen von Kindern und Jugendlichen noch in der Wachstums- und Entwicklungsphase befinden, werden höhere Anforderungen an die Zähigkeit gestellt. Daher können TA1 und TA2 mit höherer Reinheit bevorzugt werden. Für spezielle Knochenschrauben, wie z. B. für die Schädelreparatur, sind die Plastizität und Biokompatibilität des Materials extrem hoch, sodass TA1 und TA2 die bessere Wahl sein können.
Herstellung medizinischer Teile aus Titan
Wstitanium verfügt über ein umfassendes und fortschrittliches Fertigungssystem für medizinische Titanteile, das Gießen, Schmieden, CNC-Bearbeitung, additive Fertigung, Pulvermetallurgie und Metallspritzguss umfasst. Beim Gießen kommen fortschrittliche Feinguss- und Vakuumofengussverfahren zum Einsatz. Wstitanium verfügt über umfangreiche Schmiedeanlagen und umfassende Schmiedeerfahrung. Durch Freiform- und Gesenkschmieden können hochfeste und leistungsstarke Schmiedeteile aus Titanlegierungen hergestellt werden, die den hohen Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften medizinischer Teile gerecht werden.
CNC Dienstleister
Die 5-Achsen-CNC-Bearbeitungszentren, die komplexen CNC-Fräs- und Drehbearbeitungszentren usw. von Wstitanium eignen sich für die Herstellung medizinischer Titanteile mit komplexen Formen, mehreren Oberflächen und Winkeln, beispielsweise für komplexe Teile künstlicher Gelenke. Zur Auswahl stehen Hartmetallwerkzeuge, Keramikwerkzeuge und TiAlN-beschichtete Werkzeuge mit niedrigeren Schnittgeschwindigkeiten zwischen 50 und 150 m/min. Der Vorschub liegt zwischen 0.1 und 0.3 mm/U. Die Schnitttiefe beträgt 0.5 und 2 mm. Dadurch wird eine Maßgenauigkeit von medizinischen Titanteilen von ±0.01 bis ±0.005 mm und eine Oberflächenrauheit Ra von 0.1 bis 1.6 μm erreicht.
3D-Druck
3D-Druck, auch als additive Fertigung bekannt, ist eine Rapid-Prototyping-Technologie, mit der dreidimensionale Festkörperteile durch schichtweises Auftragen von Materialien hergestellt werden. Die 3D-Drucktechnologie bietet große Freiheit bei der Gestaltung medizinischer Titanteile und ermöglicht die Realisierung komplexer Strukturen, die mit herkömmlichen Verarbeitungsmethoden nur schwer herzustellen sind, wie beispielsweise poröse Strukturen und bionische Strukturen.
Bei Wstitanium werden zur Herstellung medizinischer Titanteile hauptsächlich Laser-Selektives Schmelzen (SLM) und Elektronenstrahlschmelzen (EBM) eingesetzt. Es wird sphärisches Titanpulver mit einer Partikelgröße von 3–15 μm verwendet, das eine hohe Reinheit und einen geringen Verunreinigungsgehalt aufweist und so die Qualität und Leistung der gedruckten Teile gewährleistet. Die SLM-Anlage ist mit einem Hochleistungs-Faserlaser mit einer Leistung von 53–200 W und einem Punktdurchmesser von einigen zehn Mikrometern ausgestattet. Die Größe des Bauteils beträgt 500–200 mm. Die EBM-Anlage ist mit einer Hochspannungs-Elektronenkanone ausgestattet, die einen hochenergetischen Elektronenstrahl erzeugen kann. Die Beschleunigungsspannung liegt in der Regel zwischen 400 und 60 kV. Der Vakuumgrad kann 150⁻³ – 10⁻⁵Pa erreichen, wodurch die Reinheit der Fertigungsumgebung effektiv gewährleistet wird.
Pulvermetallurgie
Pulvermetallurgie ist ein Verfahren zur Herstellung medizinischer Teile aus Titanpulver als Rohmaterial durch Prozesse wie Formen und Sintern. Bei Wstitanium wird Titanpulver zunächst gleichmäßig mit einer geeigneten Menge an Additiven (wie Bindemitteln, Schmiermitteln usw.) vermischt und anschließend durch eine Form zu einem Grünkörper mit bestimmter Form und Größe gepresst. Der Grünkörper wird unter bestimmten Temperatur- und Druckbedingungen gesintert, um atomare Diffusion und Bindung zwischen den Pulverpartikeln zu ermöglichen und so ein dichtes Titanteil zu bilden.
Die Sintertemperatur beträgt 1200–1400 °C, die Sinterzeit beträgt je nach Größe und Form des Teils 1–5 Stunden. Die Sinteratmosphäre besteht üblicherweise aus Vakuum oder einem Inertgas wie Argon, um eine Oxidation des Grünkörpers während des Sinterprozesses zu verhindern.
Metallspritzguss
MIM stellt hohe Anforderungen an Titanpulver. Neben hoher Reinheit und guter Partikelgröße muss das Pulver auch gute Fließfähigkeit und Fülleigenschaften aufweisen. Wstitanium verwendet sphärisches Titanpulver mit einer Partikelgröße zwischen 5 und 20 μm. Dieses Pulver bildet unter Einwirkung des Bindemittels eine gleichmäßige und stabile Spritzgießformel und gewährleistet so einen reibungslosen Ablauf des Spritzgussprozesses. Das Bindemittelsystem umfasst unter anderem paraffinbasierte, polypropylenbasierte und polyethylenbasierte Bindemittel. Je nach den spezifischen Prozessanforderungen und den Anforderungen an die Teileleistung werden die passende Bindemittelformel und das passende Bindemittelverhältnis ausgewählt. Die Dichte der mit MIM hergestellten Teile kann über 95 % der theoretischen Dichte erreichen.
Veredelungsdienste für medizinische Titanteile
Durch die Veredelung werden medizinische Titanteile mit neuen Eigenschaften ausgestattet, ohne dass ihre Matrix verändert wird. So wird beispielsweise die Verschleißfestigkeit verbessert und die Zellhaftung gefördert. Diese Leistungsverbesserungen sind von entscheidender Bedeutung, um die Lebensdauer medizinischer Teile zu verlängern, das Infektionsrisiko zu verringern, die Behandlungswirkung zu verbessern und die Sicherheit und Gesundheit der Patienten zu gewährleisten.
Polieren
Polieren ist eine Methode, die Oberflächenrauheit medizinischer Titanteile zu reduzieren und die Oberflächengüte durch CNC-Schleifen und Läppen zu verbessern. Gängige Poliermethoden sind mechanisches, chemisches und elektrolytisches Polieren.
Die Oberflächenrauheit Ra kann nach dem Polieren 0.01–0.1 μm erreichen. Dies verbessert nicht nur die Optik der Teile, sondern verringert auch die Möglichkeit von Bakterienanhaftung und Korrosion und verbessert die biologische Sicherheit und Korrosionsbeständigkeit der Teile. Beispielsweise kann das Polieren der Oberfläche künstlicher Gelenke den Reibungskoeffizienten der Gelenke verringern, den Verschleiß reduzieren und die Lebensdauer der Gelenke erhöhen.
Sandstrahlen
Sandstrahlen ist ein Verfahren, bei dem Hochgeschwindigkeitsschleifmittel (wie Aluminiumoxid, Siliziumkarbid, Glasperlen usw.) auf die Oberfläche medizinischer Titanteile einwirken. Dadurch entstehen winzige Unebenheiten auf der Oberfläche, die die Oberflächenmorphologie und -rauheit verändern. Die Oberflächenrauheit Ra nach dem Sandstrahlen beträgt in der Regel 0.5 – 2.5 μm.
Der Femurschaft des Hüftgelenks kann nach dem Sandstrahlen die Oberflächenrauheit erhöhen, das Wachstum von Knochengewebe fördern und die Bindungsstärke zwischen Implantat und Knochengewebe verbessern.
Eloxieren
Eloxieren ist ein Verfahren, bei dem eine Oxidationsreaktion auf der Oberfläche von Teilen entsteht, die eine Oxidschicht bildet. Die Dicke der Oxidschicht beträgt in der Regel 1–10 μm und weist eine hohe Härte auf, die Teile wirksam vor Korrosion und Verschleiß schützt. Eloxieren wird häufig zum Oberflächenschutz und zur Dekoration medizinischer Titanteile eingesetzt. Beispielsweise kann das Eloxieren der Oberfläche künstlicher Kniegelenke aus Titanlegierungen nicht nur die Gelenke vor Korrosion durch Körperflüssigkeiten schützen, sondern auch die Haftung und Vermehrung von Knochenzellen fördern und die Stabilität der Gelenke verbessern.
Mikrolichtbogenoxidation
Bei der Mikrolichtbogenoxidation wird Hochspannung im Elektrolyten angelegt, um eine Mikrolichtbogenentladung auf der Oberfläche medizinischer Titanteile zu erzeugen. Durch die Einwirkung von schlagartig hoher Temperatur und hohem Druck wandelt sich das Metall auf der Oberfläche in eine keramische Oxidschicht um. Diese Oxidschicht weist eine höhere Härte, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit auf. Ihre Dicke beträgt in der Regel 10–100 μm und sie ist fest mit dem Substrat verbunden. Die Oberfläche der Mikrolichtbogenoxidation weist eine poröse Struktur auf, die die Anhaftung und das Wachstum von Zellen fördert und die Biokompatibilität von Implantaten verbessert. Die Mikrolichtbogenoxidation wird bei künstlichen Gelenken, Zahnimplantaten usw. eingesetzt.
Fazit
Wstitanium kann medizinische Titanteile unterschiedlicher Art und Komplexität herstellen. Die CNC-Bearbeitung eignet sich dank ihrer hohen Präzision und Flexibilität hervorragend für die Herstellung medizinischer Teile mit extrem hohen Anforderungen an die Maßgenauigkeit, beispielsweise für Präzisionsteile für chirurgische Instrumente. 3D-Druck ermöglicht die einfache Herstellung komplexer Strukturen und individueller Anpassungen und bietet unersetzliche Vorteile bei der Herstellung künstlicher Gelenke mit porösen Strukturen und personalisierter Zahnimplantate. Pulvermetallurgie und Metallspritzguss bieten erhebliche Vorteile bei der Fertigung kleiner Stückzahlen und komplex geformter medizinischer Titanteile.
