醫(yī)療產(chǎn)品一般要求具有良好的使用性和足夠長的使用壽命,并且在結(jié)構(gòu)和形狀設(shè)計(jì)上要有靈活的設(shè)計(jì)性,。20世紀(jì)80年代初期金屬注射成形技術(shù)首次在醫(yī)療產(chǎn)品得到應(yīng)用,,至今已經(jīng)成為金屬注射成形市場增長最快的領(lǐng)域。下圖是2015年北美地區(qū)MIM(金屬注射成形)技術(shù)在不同行業(yè)所占的比例??梢?,在北美地區(qū)醫(yī)療和牙科已經(jīng)成為MIM的主要應(yīng)用領(lǐng)域。
目前醫(yī)療用MIM產(chǎn)品大部分使用的是不銹鋼材料,,主要牌號是316L和17-4PH,;還有鈦合金、鎂合金,、金,、銀、鉭等,。
牙齒正畸形托槽
MIM技術(shù)在醫(yī)療上最早是用來制取一些牙齒矯形器具,,這些精密產(chǎn)品的尺寸非常小,生物相容性和耐腐蝕性也較好,,主要使用的材料就是316L不銹鋼,,目前正畸形托槽仍然是MIM行業(yè)的主要產(chǎn)品。
外科手術(shù)工具
外科手術(shù)工具要求具有高強(qiáng)度,、低血液污染和能夠?qū)崿F(xiàn)侵蝕性消毒程序等要求,,MIM技術(shù)的設(shè)計(jì)靈活性能夠滿足大部分外科手術(shù)工具的應(yīng)用,同時還具有工藝方面的優(yōu)越性,,能夠低成本的制造各種金屬制品,,正逐步取代傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)成為主要的制造方法。
利用MIM技術(shù)成形后再進(jìn)行燒結(jié),,就能夠達(dá)到很高的公差水平,,不需要大量的后續(xù)處理工藝,避免破壞爪的線向和幾何形狀,。利用鑄造或者機(jī)加工的方法很難來生產(chǎn)這種形狀復(fù)雜的不銹鋼爪,,需要較長的生產(chǎn)周期,成本也高,,使用MIM技術(shù)來制造可節(jié)約60%的成本,。
一次性的外科手術(shù)工具需要開發(fā)一種能夠低成本批量生產(chǎn)的工藝,史密斯金屬產(chǎn)品公司利用MIM技術(shù)生產(chǎn)一種軸組件[8],,應(yīng)用于一種新型的一次性外科器械中,,成本只有使用瑞士的數(shù)控機(jī)床加工的1/4~1/5,密度是7.5g/cm3,,極限抗拉強(qiáng)度達(dá)到1190MPa,,屈服強(qiáng)度1090MPa,伸長率是6.0%,,最大硬度是33HRC,。
該產(chǎn)品的的制造工藝過程是:首先用MIM技術(shù)成形178mm長的兩個軸部件,然后將2個部分激光焊接,,再進(jìn)行后續(xù)的機(jī)加工和熱處理,,為了達(dá)到較好的公差要求還需要進(jìn)行噴丸和鈍化處理。
膝蓋植入零件
MIM技術(shù)在人體植入領(lǐng)域進(jìn)展的比較緩慢,,主要是因?yàn)楫a(chǎn)品的認(rèn)證和接受需要一個較長的周期,。目前利用MIM技術(shù)能夠生產(chǎn)部分替代骨頭和關(guān)節(jié)的零件,使用的金屬材料主要是Ti合金,。
助聽器聲管
MIM技術(shù)還可用來生產(chǎn)各種醫(yī)療設(shè)備的零部件,。MIM成形后燒結(jié)就可得到這種形狀復(fù)雜的助聽器聲管,為了使聲管表面具有光潔度,,后續(xù)只要再經(jīng)過一道玻璃珠噴砂處理工藝就可以,。該聲管的密度大于7.65g/cm3,抗拉強(qiáng)度最大能夠達(dá)到480MPa,,屈服強(qiáng)度150MPa,,伸長率是45%,最大表面硬度100HRB,。MIM技術(shù)與之前傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝相比能夠降低20%的成本,。
MIM技術(shù)在醫(yī)療上還可用來生產(chǎn)很多產(chǎn)品,包括介入治療支架,、鎢高密度合金注射器的防輻射屏蔽,、顯微外科機(jī)械手、微型泵內(nèi)窺鏡零件和藥物吸入器等,。
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