Parti in titanio per uso medico
Wstitanium è un'azienda specializzata nella produzione di componenti in titanio per biciclette.
- ISO 9001: 2016 Certified
- ISO 13485: 2015 Certified
- Supporto tecnico 24 ore su 7, XNUMX giorni su XNUMX
- Rapporto di ispezione di qualità a grandezza naturale
Lavorazione CNC di parti in titanio medicale
Stampa 3D di parti in titanio medicale
Produttore di parti in titanio medicale
Il titanio svolge un ruolo indispensabile nella produzione di componenti medicali grazie alle sue eccellenti proprietà, quali elevata resistenza, bassa densità, buona biocompatibilità, resistenza alla corrosione, ecc. Dalle articolazioni artificiali agli impianti dentali, dagli strumenti chirurgici agli stent cardiovascolari, i componenti medicali in titanio sono ampiamente utilizzati in vari sottosegmenti medici. In qualità di produttore di componenti medicali in titanio, Wstitanium si impegna a fornire componenti medicali in titanio di alta qualità e ad alte prestazioni al mercato medicale globale.
Materiali popolari in titanio per uso medico
Diversi gradi di titanio presentano caratteristiche prestazionali uniche a causa delle differenze nella loro composizione chimica e microstruttura. Wstitanium è consapevole dell'impatto chiave dei diversi gradi di prestazione sui componenti medicali e vanta solide capacità di ottimizzazione e personalizzazione delle prestazioni. Controlliamo con precisione diversi indicatori di prestazione del titanio, come resistenza, durezza, tenacità, modulo elastico, ecc., per fornirvi le soluzioni di materiali in titanio più adatte per componenti medicali. Di seguito sono riportati i gradi di titanio più comuni utilizzati nelle applicazioni medicali.
Ti-6Al-4V
La Ti-6Al-4V (TC4) è una delle leghe di titanio α+β più diffuse, contenente il 6% di alluminio (Al) e il 4% di vanadio (V). L'aggiunta di alluminio può migliorare la resistenza e la stabilità termica della lega, mentre il vanadio contribuisce a migliorarne le prestazioni di lavorazione e la tenacità. È ampiamente utilizzata nella produzione di articolazioni artificiali, come quelle dell'anca, del ginocchio, della spalla, ecc. Inoltre, viene utilizzata anche per la produzione di alcuni strumenti chirurgici, come placche ossee e viti per la chirurgia ortopedica, nonché di dispositivi medici come gli stent cardiovascolari.
Ti-6Al-7Nb
Ti-6Al-7Nb è una lega di titanio α+β priva di vanadio, contenente il 6% di alluminio e il 7% di niobio (Nb). La sua caratteristica principale è l'assenza di vanadio, sostanza potenzialmente dannosa per l'organismo umano. Viene spesso utilizzata per la produzione di impianti con requisiti di biosicurezza più elevati, come impianti dentali, impianti spinali, ecc.
Ti - 13Nb - 13Zr
Il Ti-13Nb-13Zr è una tipica lega di titanio di tipo β contenente il 13% di niobio (Nb) e il 13% di zirconio (Zr). Sia il niobio che lo zirconio sono elementi con una buona biocompatibilità. Il Ti-13Nb-13Zr ha un modulo elastico più vicino a quello delle ossa umane. Questa proprietà può ridurre efficacemente l'effetto di schermatura dello stress tra gli impianti e i tessuti ossei circostanti, riducendo il rischio di riassorbimento osseo e allentamento dell'impianto. Viene spesso utilizzato per la produzione di impianti dentali e ortopedici che richiedono elevate proprietà meccaniche e biocompatibilità.
TA1/TA2
TA1/TA2 è un grado di titanio puro, con un contenuto di titanio non inferiore al 99.5%. È ampiamente utilizzato nella produzione di viti ossee e può soddisfare le proprietà meccaniche richieste per la riparazione ossea in generale. Considerando che le ossa di bambini e adolescenti sono ancora in fase di crescita e sviluppo, presentano requisiti di tenacità più elevati, e TA1 e TA2, con purezza più elevata, possono essere considerati prioritari. Per le viti ossee utilizzate in alcune parti speciali, come le viti ossee per la riparazione del cranio, la plasticità e la biocompatibilità del materiale sono estremamente elevate, e TA1 e TA2 potrebbero rappresentare una scelta migliore.
Produzione di parti mediche in titanio
Wstitanium dispone di un sistema di produzione di componenti medicali in titanio completo e avanzato, che comprende fusione, forgiatura, lavorazione CNC, produzione additiva, metallurgia delle polveri, stampaggio a iniezione di metalli, ecc. Nella fusione vengono utilizzate tecnologie avanzate di microfusione e fusione in forno ad arco sotto vuoto. Nella forgiatura, Wstitanium dispone di attrezzature di forgiatura su larga scala e di una vasta esperienza nel settore. È in grado di produrre componenti forgiati in lega di titanio ad alta resistenza e alte prestazioni tramite forgiatura libera e forgiatura a stampo, ecc., per soddisfare i rigorosi requisiti di proprietà meccaniche dei componenti medicali.
Lavorazione CNC
I centri di lavoro CNC a 5 assi di Wstitanium, i centri di fresatura e tornitura CNC, ecc., sono adatti alla produzione di componenti medicali in titanio con forme complesse, superfici e angoli multipli, come ad esempio componenti complesse di articolazioni artificiali. Vengono selezionati utensili in metallo duro, utensili in ceramica, utensili rivestiti in TiAlN e velocità di taglio inferiori, comprese tra 50 e 150 m/min. La velocità di avanzamento è compresa tra 0.1 e 0.3 mm/giro. La profondità di taglio è compresa tra 0.5 e 2 mm. Ciò garantisce una precisione dimensionale dei componenti medicali in titanio compresa tra ±0.01 e ±0.005 mm e una rugosità superficiale Ra compresa tra 0.1 e 1.6 μm.
Stampa 3D
La stampa 3D, nota anche come produzione additiva, è una tecnologia di prototipazione rapida che produce parti solide tridimensionali aggiungendo materiali strato per strato. La tecnologia di stampa 3D offre grande libertà nella progettazione di componenti medicali in titanio e può realizzare strutture complesse difficili da realizzare con i metodi di lavorazione tradizionali, come strutture porose e strutture bioniche.
Presso Wstitanium, le tecnologie di stampa 3D utilizzate per la produzione di componenti medicali in titanio includono principalmente la fusione selettiva laser (SLM) e la fusione a fascio di elettroni (EBM). Viene selezionata polvere di titanio sferica con una granulometria di 15-53 μm, che presenta elevata purezza e basso contenuto di impurità, garantendo la qualità e le prestazioni dei componenti stampati. L'apparecchiatura SLM è dotata di un laser a fibra ad alta potenza con una potenza di 200-500 W e un diametro dello spot di decine di micron. Le dimensioni del componente stampato sono di 200-400 mm. L'apparecchiatura EBM è dotata di un cannone elettronico ad alta tensione in grado di generare un fascio di elettroni ad alta energia, la cui tensione di accelerazione è generalmente compresa tra 60 e 150 kV. Il grado di vuoto può raggiungere 10⁻³ – 10⁻⁵Pa, garantendo efficacemente la purezza dell'ambiente di produzione.
Metallurgia delle polveri
La metallurgia delle polveri è un metodo di produzione di componenti medicali utilizzando polvere di titanio come materia prima attraverso processi come lo stampaggio e la sinterizzazione. Presso Wstitanium, la polvere di titanio viene prima miscelata uniformemente con una quantità appropriata di additivi (come leganti, lubrificanti, ecc.), quindi la polvere miscelata viene pressata in un corpo grezzo di forma e dimensioni specifiche attraverso uno stampo. Il corpo grezzo viene sinterizzato a determinate condizioni di temperatura e pressione per consentire la diffusione atomica e il legame tra le particelle di polvere, formando un componente in titanio denso.
La temperatura di sinterizzazione è di 1200-1400 °C e il tempo di sinterizzazione è di 1-5 ore a seconda delle dimensioni e della forma del pezzo. L'atmosfera di sinterizzazione è solitamente sotto vuoto o in un gas inerte, come l'argon, per evitare che il corpo verde si ossida durante il processo di sinterizzazione.
Stampaggio ad iniezione di metalli
La tecnologia MIM (Mould Injection Imaging) ha requisiti elevati per la polvere di titanio. Oltre all'elevata purezza e alla buona granulometria, la polvere deve anche possedere buone proprietà di fluidità e riempimento. Wstitanium utilizza polvere di titanio sferica con una granulometria compresa tra 5 e 20 μm. Questa polvere può formare un flusso di iniezione uniforme e stabile sotto l'azione del legante, garantendo il regolare avanzamento del processo di stampaggio a iniezione. Il sistema legante include materiali a base di paraffina, polipropilene, polietilene, ecc. In base ai requisiti specifici del processo e alle prestazioni del pezzo, vengono selezionati la formula e il rapporto legante appropriati. La densità dei pezzi prodotti mediante MIM può raggiungere oltre il 95% della densità teorica.
Servizi di finitura per parti mediche in titanio
I servizi di finitura conferiscono ai componenti medicali in titanio nuove proprietà senza modificarne la matrice, ad esempio migliorando la resistenza all'usura, favorendo l'adesione cellulare, ecc. Questi miglioramenti delle prestazioni sono di vitale importanza per prolungare la durata dei componenti medicali, ridurre il rischio di infezioni, migliorare gli effetti del trattamento e garantire la sicurezza e la salute dei pazienti.
lucidatura
La lucidatura è un metodo per ridurre la rugosità superficiale dei componenti medicali in titanio e migliorarne la finitura superficiale attraverso la rettifica e la lappatura CNC. I metodi di lucidatura più comuni includono la lucidatura meccanica, la lucidatura chimica e la lucidatura elettrolitica.
La rugosità superficiale Ra dopo la lucidatura può raggiungere 0.01-0.1 μm, il che non solo migliora l'aspetto dei componenti, ma riduce anche la possibilità di adesione batterica e corrosione, migliorando la biosicurezza e la resistenza alla corrosione dei componenti. Ad esempio, la lucidatura della superficie di articolazioni artificiali può ridurre il coefficiente di attrito delle articolazioni, ridurne l'usura e aumentarne la durata.
Sabbiatura
La sabbiatura è un processo che utilizza abrasivi ad alta velocità (come ossido di alluminio, carburo di silicio, microsfere di vetro, ecc.) per colpire la superficie di componenti medicali in titanio, causando minuscole protuberanze superficiali, modificandone così la morfologia e la rugosità. La rugosità superficiale Ra dopo la sabbiatura è generalmente compresa tra 0.5 e 2.5 μm.
Dopo la sabbiatura, lo stelo femorale dell'articolazione dell'anca può aumentare la rugosità superficiale, favorire la crescita del tessuto osseo e migliorare la forza di adesione tra l'impianto e il tessuto osseo.
Anodizzazione
L'anodizzazione è un processo che provoca una reazione di ossidazione sulla superficie dei componenti per formare una pellicola di ossido. Lo spessore della pellicola di ossido è generalmente compreso tra 1 e 10 μm, con un'elevata durezza, che può proteggere efficacemente i componenti da corrosione e usura. L'anodizzazione è ampiamente utilizzata per la protezione superficiale e la decorazione di componenti medicali in titanio. Ad esempio, l'anodizzazione della superficie delle articolazioni artificiali per il ginocchio in lega di titanio può non solo proteggere le articolazioni dalla corrosione causata dai fluidi corporei, ma anche promuovere l'adesione e la proliferazione delle cellule ossee e migliorare la stabilità delle articolazioni.
Ossidazione tramite microarco
L'ossidazione a microarco si riferisce al processo di applicazione di alta tensione nell'elettrolita per generare una scarica a microarco sulla superficie di componenti medicali in titanio. Sotto l'azione di alte temperature e pressioni istantanee, il metallo sulla superficie viene convertito in un film di ossido ceramico. Il film di ossido presenta maggiore durezza, resistenza all'usura e alla corrosione. Il suo spessore è generalmente compreso tra 10 e 100 μm ed è saldamente legato al substrato. La superficie del film di ossidazione a microarco presenta una struttura porosa, che favorisce l'adesione e la crescita delle cellule e migliora la biocompatibilità degli impianti. L'ossidazione a microarco viene utilizzata in articolazioni artificiali, impianti dentali, ecc.
Conclusione
Wstitanium è in grado di produrre componenti medicali in titanio di diverse tipologie e complessità. La lavorazione CNC, con la sua elevata precisione e flessibilità, eccelle nella produzione di componenti medicali con requisiti di accuratezza dimensionale estremamente elevati, come componenti di precisione per strumenti chirurgici. La stampa 3D può facilmente realizzare strutture complesse e personalizzazioni personalizzate, e offre vantaggi insostituibili nella produzione di articolazioni artificiali con strutture porose e impianti dentali personalizzati. La metallurgia delle polveri e lo stampaggio a iniezione di metalli offrono vantaggi significativi nella produzione a basso volume e nella realizzazione di componenti medicali in titanio di forma complessa.
