Piezas de titanio para uso médico
Wstitanium es una empresa que se especializa en la fabricación de piezas de bicicleta de titanio.
- ISO 9001: 2016 certificada
- ISO 13485: 2015 certificada
- Soporte de ingeniería 24/7
- Informe de inspección de calidad de tamaño completo
Mecanizado CNC de piezas de titanio médico
Impresión 3D de piezas de titanio médico
Fabricante de piezas de titanio para uso médico
El titanio desempeña un papel indispensable en la fabricación de piezas médicas debido a sus excelentes propiedades, como alta resistencia, baja densidad, buena biocompatibilidad, resistencia a la corrosión, etc. Desde articulaciones artificiales hasta implantes dentales, desde instrumentos quirúrgicos hasta stents cardiovasculares, las piezas médicas de titanio se utilizan ampliamente en varios subsegmentos médicos. Como fabricante de piezas médicas de titanio, Wstitanium se compromete a proporcionar piezas médicas de titanio de alta calidad y alto rendimiento al mercado médico global.
Materiales médicos populares de titanio
Los diferentes grados de titanio poseen características de rendimiento únicas debido a las diferencias en su composición química y microestructura. En Wstitanium, comprendemos el impacto clave de los diferentes grados de rendimiento en las piezas médicas y contamos con sólidas capacidades de optimización y personalización del rendimiento. Controlamos con precisión diversos indicadores de rendimiento del titanio, como resistencia, dureza, tenacidad, módulo elástico, etc., para ofrecerle las soluciones de materiales de titanio más adecuadas para piezas médicas. A continuación, se presentan los grados de titanio más comunes utilizados en aplicaciones médicas.
Ti-6Al-4V
El Ti-6Al-4V (TC4) es una de las aleaciones de titanio α+β más populares, con un 6 % de aluminio (Al) y un 4 % de vanadio (V). La adición de aluminio puede mejorar la resistencia y la estabilidad térmica de la aleación, mientras que el vanadio contribuye a mejorar el rendimiento de procesamiento y la tenacidad. Se utiliza ampliamente en la fabricación de prótesis articulares, como las de cadera, rodilla y hombro. Además, se utiliza para fabricar instrumental quirúrgico, como placas óseas y tornillos para cirugía ortopédica, así como dispositivos médicos como stents cardiovasculares.
Ti-6Al-7Nb
Ti – 6Al – 7Nb es una aleación de titanio α+β sin vanadio que contiene un 6 % de aluminio y un 7 % de niobio (Nb). Su característica más destacada es que no contiene vanadio, que podría ser potencialmente dañino para el cuerpo humano. Se utiliza a menudo para fabricar implantes con mayores requisitos de bioseguridad, como implantes dentales, implantes espinales, etc.
Ti-13Nb-13Zr
El Ti-13Nb-13Zr es una aleación típica de titanio de tipo β que contiene un 13 % de niobio (Nb) y un 13 % de circonio (Zr). Tanto el niobio como el circonio son elementos con buena biocompatibilidad. El Ti-13Nb-13Zr tiene un módulo elástico similar al del hueso humano. Esta propiedad puede reducir eficazmente el efecto de protección contra la tensión entre los implantes y el tejido óseo circundante, así como el riesgo de reabsorción ósea y aflojamiento del implante. Se utiliza a menudo para la fabricación de implantes dentales y ortopédicos que requieren altas propiedades mecánicas y biocompatibilidad.
TA1/TA2
TA1/TA2 es un grado de titanio puro, con un contenido de titanio no inferior al 99.5 %. Se utiliza ampliamente en la fabricación de tornillos óseos y cumple con las propiedades mecánicas de la reparación ósea general. Dado que los huesos de niños y adolescentes aún se encuentran en la etapa de crecimiento y desarrollo, presentan mayores requisitos de tenacidad, por lo que se priorizan los TA1 y TA2 de mayor pureza. Para tornillos óseos en piezas especiales, como los tornillos óseos para la reparación craneal, la plasticidad y la biocompatibilidad del material son extremadamente altas, por lo que los TA1 y TA2 pueden ser mejores opciones.
Fabricación de piezas médicas de titanio
Wstitanium cuenta con un sistema completo y avanzado de fabricación de piezas médicas de titanio, que abarca fundición, forja, mecanizado CNC, fabricación aditiva, pulvimetalurgia, moldeo por inyección de metal, etc. En fundición, se utilizan tecnologías avanzadas de fundición a la cera perdida y fundición en horno de arco al vacío. En forja, Wstitanium cuenta con equipos de forja a gran escala y una amplia experiencia. Puede producir piezas forjadas de aleación de titanio de alta resistencia y alto rendimiento mediante forja libre y forja en matriz, entre otras técnicas, para cumplir con los estrictos requisitos de propiedades mecánicas de las piezas médicas.
Mecanizado CNC
El centro de mecanizado CNC de 5 ejes, el centro de mecanizado complejo de fresado y torneado CNC, etc. de Wstitanium, son adecuados para la fabricación de piezas médicas de titanio con formas complejas, múltiples superficies y ángulos, como piezas complejas para articulaciones artificiales. Se seleccionan herramientas de carburo, cerámicas y con recubrimiento de TiAlN, y velocidades de corte bajas de entre 50 y 150 m/min. La velocidad de avance oscila entre 0.1 y 0.3 mm/min. La profundidad de corte es de entre 0.5 y 2 mm. Esto garantiza una precisión dimensional de las piezas médicas de titanio de ±0.01 a ±0.005 mm, y una rugosidad superficial Ra de entre 0.1 y 1.6 μm.
Impresión 3D
La impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, es una tecnología de prototipado rápido que fabrica piezas sólidas tridimensionales añadiendo materiales capa por capa. La tecnología de impresión 3D aporta gran libertad al diseño de piezas médicas de titanio y puede crear estructuras complejas que son difíciles de fabricar con los métodos de procesamiento tradicionales, como estructuras porosas y estructuras biónicas.
En Wstitanium, las tecnologías de impresión 3D utilizadas para la fabricación de piezas médicas de titanio incluyen principalmente la fusión selectiva por láser (SLM) y la fusión por haz de electrones (EBM). Se selecciona polvo de titanio esférico con un tamaño de partícula de 15-53 μm, que presenta alta pureza y bajo contenido de impurezas, lo que garantiza la calidad y el rendimiento de las piezas impresas. El equipo SLM está equipado con un láser de fibra de alta potencia de 200-500 W y un diámetro de punto de decenas de micras. El tamaño de la pieza construida es de 200-400 mm. El equipo EBM está equipado con un cañón de electrones de alto voltaje que puede generar un haz de electrones de alta energía, y su voltaje de aceleración generalmente está entre 60-150 kV. El grado de vacío puede alcanzar 10⁻³ – 10⁻⁵Pa, lo que garantiza eficazmente la pureza del entorno de fabricación.
Metalurgia de polvos
La pulvimetalurgia es un método de fabricación de piezas médicas que utiliza polvo de titanio como materia prima mediante procesos como el moldeo y la sinterización. En Wstitanium, el polvo de titanio se mezcla uniformemente con una cantidad adecuada de aditivos (como aglutinantes, lubricantes, etc.) y, a continuación, se prensa en un molde para formar una pieza en crudo con una forma y tamaño específicos. Esta pieza se sinteriza bajo ciertas condiciones de temperatura y presión para permitir la difusión atómica y la unión entre las partículas de polvo, formando una pieza de titanio densa.
La temperatura de sinterización es de 1200-1400 °C y el tiempo de sinterización es de 1 a 5 horas, dependiendo del tamaño y la forma de la pieza. La atmósfera de sinterización suele ser de vacío o de gas inerte, como el argón, para evitar la oxidación del cuerpo verde durante el proceso.
Moldeo por inyección de metal
MIM exige un alto nivel de exigencia para el polvo de titanio. Además de una alta pureza y un buen tamaño de partícula, el polvo también debe tener buena fluidez y propiedades de relleno. Wstitanium utiliza polvo de titanio esférico con un tamaño de partícula de entre 5 y 20 μm. Este polvo puede formar una alimentación de inyección uniforme y estable bajo la acción del aglutinante, garantizando así un proceso de moldeo por inyección sin problemas. El sistema de aglutinantes incluye aglutinantes a base de parafina, polipropileno, polietileno, etc. Según los requisitos específicos del proceso y el rendimiento de la pieza, se selecciona la fórmula y la proporción de aglutinante adecuadas. La densidad de las piezas fabricadas por MIM puede superar el 95 % de la densidad teórica.
Servicios de acabado para piezas médicas de titanio
Los servicios de acabado otorgan a las piezas médicas de titanio nuevas propiedades sin cambiar su matriz, como mejorar la resistencia al desgaste, promover la adhesión celular, etc. Estas mejoras de rendimiento son de vital importancia para extender la vida útil de las piezas médicas, reducir el riesgo de infección, mejorar los efectos del tratamiento y garantizar la seguridad y la salud de los pacientes.
Pulido
El pulido es un método para reducir la rugosidad superficial de las piezas médicas de titanio y mejorar su acabado mediante rectificado y lapeado CNC. Los métodos de pulido más comunes incluyen el pulido mecánico, el pulido químico y el pulido electrolítico.
La rugosidad superficial Ra tras el pulido puede alcanzar entre 0.01 y 0.1 μm, lo que no solo mejora la apariencia de las piezas, sino que también reduce la posibilidad de adhesión bacteriana y corrosión, y mejora la bioseguridad y la resistencia a la corrosión. Por ejemplo, el pulido de la superficie de las articulaciones artificiales puede reducir el coeficiente de fricción, el desgaste y prolongar su vida útil.
chorro de arena
El arenado es un proceso que utiliza abrasivos de alta velocidad (como óxido de aluminio, carburo de silicio, microesferas de vidrio, etc.) para impactar la superficie de piezas médicas de titanio, lo que provoca pequeñas protuberancias que modifican su morfología y rugosidad. La rugosidad superficial Ra después del arenado suele ser de 0.5 a 2.5 μm.
El vástago femoral de la articulación de la cadera después del pulido con chorro de arena puede aumentar la rugosidad de la superficie, promover el crecimiento del tejido óseo y mejorar la fuerza de unión entre el implante y el tejido óseo.
Anodizado
El anodizado es un proceso que provoca una reacción de oxidación en la superficie de las piezas para formar una película de óxido. El espesor de esta película de óxido suele estar entre 1 y 10 μm, con una alta dureza, lo que protege eficazmente las piezas contra la corrosión y el desgaste. El anodizado se utiliza ampliamente en la protección y decoración de superficies de piezas médicas de titanio. Por ejemplo, el anodizado de la superficie de las articulaciones de rodilla artificiales de aleación de titanio no solo protege las articulaciones de la corrosión causada por fluidos corporales, sino que también promueve la adhesión y proliferación de células óseas y mejora la estabilidad de las articulaciones.
Oxidación por microarco
La oxidación por microarco se refiere al proceso de aplicar alto voltaje al electrolito para generar una descarga de microarco en la superficie de piezas médicas de titanio. Bajo la acción instantánea de alta temperatura y alta presión, el metal de la superficie se transforma en una película de óxido cerámico. Esta película de óxido presenta mayor dureza, resistencia al desgaste y a la corrosión. Su espesor suele estar entre 10 y 100 μm y se adhiere firmemente al sustrato. La superficie de la película de oxidación por microarco presenta una estructura porosa que favorece la adhesión y el crecimiento celular, además de mejorar la biocompatibilidad de los implantes. La oxidación por microarco se utiliza en prótesis articulares, implantes dentales, etc.
Conclusión
Wstitanium puede fabricar piezas médicas de titanio de diferentes tipos y complejidades. El mecanizado CNC, con su alta precisión y flexibilidad, destaca en la fabricación de piezas médicas con requisitos de precisión dimensional extremadamente altos, como piezas de precisión para instrumental quirúrgico. La impresión 3D permite lograr fácilmente estructuras complejas y personalización personalizada, y ofrece ventajas irremplazables en la fabricación de articulaciones artificiales con estructuras porosas e implantes dentales personalizados. La pulvimetalurgia y el moldeo por inyección de metal ofrecen ventajas significativas en la fabricación de piezas médicas de titanio de bajo volumen y con formas complejas.
