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医用植入物和设备的表面改造和材料去除

✓ 清洁支架
✓去毛刺针
✓纹理植入物
移除机械心脏瓣膜的石墨芯

如果你执行这些或类似的过程,你就知道控制的重要性。医疗制造业必须符合严格的行业标准,这意味着医疗植入物和设备需要一种能够提供精确精度和可重复结果的表面细化工具。

50多年来,医疗制造业一直使用微喷砂技术对精细、复杂和小零件进行清洁、去毛刺、纹理和表面处理。微喷砂是一种多功能工艺,随着新产品的上市,微喷砂在业内的应用也在不断增长。

利用微喷砂技术实现牙种植体骨整合

过程总结

微喷砂是微精密喷砂和微磨料喷砂工艺的简称。它是一种微尺度的喷砂技术,用于微小、精致和高价值零件的表面打磨和改变。微爆破技术的目的是使小到一粒米大到一个篮球的部件受益。

微喷砂工艺需要两个主要组成部分:非常精细的磨料和干燥的压缩空气。精密喷砂机将空气和磨料混合,并将混合物以高速通过一个小的、集中的喷嘴。与传统的喷砂不同,微磨料流易于控制,并具有极高的精度。

微喷砂喷嘴-尺寸和形状的范围

多好多小?

磨料和喷嘴的选择是控制微喷过程的两个最重要的变量。微磨粒粒径为17.5 ~ 350µ,莫氏硬度为2 ~ 9。喷嘴的尺寸范围从0.018″到0.125″,形状和长度不一。

微爆破有多精确?

✓ 为特定Ra(5-150µ)创建一致的表面光洁度。
✓ 纹理清晰,轮廓清晰(0.007〃)。
用32号插管去除脚后跟的毛刺。

去毛刺套管

什么物质利益?

微喷砂可用于各种材料和复合材料,部分原因是可获得的研磨介质范围广泛。我们经常使用医疗行业使用的以下材料:

  • 黄铜
  • 陶瓷
  • 玻璃
  • 石墨
  • 镍钛诺
  • 偷看
  • 聚四氟乙烯
  • 聚丙烯
  • Pyrolitic碳
  • 不锈钢

表面纹理

增强粘接特性或因外观原因而修改表面。微爆破用于纹理:

  • 血管成形术的气球
  • 透镜模具
  • 铸模
  • 心脏起搏器
  • PEEK植入物
  • 血管支架
环形喷嘴使导管质地均匀

质地导管-准备表面以促进粘接和粘合

变形套管

纹理管-目标管上选择区域之前过度成型和轻微磨损,以给予回声或蚀刻表面光洁度

变形牙种植体

纹理种植牙-使用自动微喷砂系统使种植牙纹理均匀

从导丝上剥离PTFE /涂层

清洁导线-去除PTFE涂层

有选择性的清洁

从零件表面去除不需要的物质,薄膜或残留物。微喷砂用于清洁:

  • 陶瓷元件
  • 心脏瓣膜
  • 保形涂层去除
  • 导管
  • 除颤器导线
清洁起搏器/去除封装材料

清洁心脏起搏器-去除多余的封装材料

清洗支架

清洁支架-从激光切割镍钛合金支架中去除氧化物和HAZ

精密去毛刺

去除各种零件和几何形状上的细小毛刺,即使是最精致和复杂的零件。微喷砂用于去除毛刺:

  • 提升管和其他阀门
  • 内窥镜检查工具
  • PEEK植入物
去毛刺骨螺钉

去毛刺骨螺钉-去除螺纹或螺纹旋转时形成的毛刺

从心脏瓣膜中取出石墨

从机械心脏瓣膜上移除石墨

控制水土流失

一次腐蚀几微米的表面,或研磨通道、过孔和端口。微喷砂用于:

  • 镍钛诺管制造
  • 微流体
  • 机械心脏瓣膜

PEEK脊柱植入物

微爆破可以有效去除PEEK植入物的毛刺,而没有通常的风险。与pick或knife去毛刺不同,操作者可以在低压下使用丰富的磨料流轻松地跟踪植入物的轮廓。此外,磨料流单次覆盖种植体更大的区域。

碳酸氢钠是这种应用的最佳介质。它是我们最软的磨料之一,最不可能深入种植体的基面。然而,它的针状颗粒刚好足够锋利,可以在根部切断羽毛毛刺。

过度挥霍发生在操作员将磨料流固定在一个位置太长时间,以至于它会变色或“烧伤”零件表面。过度使用PEEK植入物是可能的,但很容易避免。保持喷嘴1-2″远离种植体表面。这使得磨料流呈扇形散开。然后,将扇形的气流长时间地、连续地、平滑地流过植入物。每道工序一次去除一些毛刺而不损坏零件表面。

碳酸氢钠是水溶性的,这也是它理想的另一个原因。任何残留的磨料都可以用超声波系统和去离子水或弱酸等溶剂快速清除。

推荐的方法

  • 喷嘴:长方形(产生平缓的溪流)
  • 气压:奖金的ψ
  • 磨料类型:50µ碳酸氢钠
  • 孔口:0.040″
未经处理的金属支架

#1-未经处理的镍钛合金支架

喷砂后的镍钛合金支架

#2-微喷砂后相同镍钛合金支架的表面

电解抛光后的镍钛合金支架

#3-电解抛光后的支架相同

镍钛诺支架

激光加工或冲压镍钛合金(Nitinol)会产生表面缺陷,如氧化层、热影响区(HAZ)和脉冲痕迹。膨胀过程使这些缺陷成为裂纹扩展的潜在位点。

镍钛诺需要像17.5µ氧化铝一样的精细陶瓷介质。在莫氏硬度表上,氧化铝的硬度为9,这意味着它能有效地将能量转移到脆弱的氧化层上,并迅速将其粉碎。幸运的是,氧化铝颗粒太块状,无法穿过氧化层进入延展性的基材。

由于体积和精度要求,此应用程序需要自动化。自动微喷丸系统可以跟踪支架的轮廓,确保均匀的质量去除。

微抛光也是一种很好的电抛光准备工具。在适当的喷嘴距离和喷砂压力下,微磨料流可在支架上形成均匀的粗糙度或哑光表面。虽然哑光表面看起来与电解抛光的目标相反,但均匀的哑光基底会加快抛光过程。基底越均匀,抛光越均匀。

推荐的方法

由于种植体设计中具有广泛的特性和几何形状,因此没有一种适用于此应用的合适系统设置的通用解决方案。我们通常建议从以下的爆破器配置开始:

  • 喷嘴:外径用圆形高性能喷嘴。扩展直角或自定义ID。
  • 压力:60-80 psi(随支柱壁厚和所需质量移除而变化)
  • 磨料:17.5µ氧化铝
  • 孔口:0.030”

牙科植入物

牙齿植入物的表面纹理决定了植入物与颌骨融合的速度和平滑程度。研究表明,牙种植体的表面不应仅仅是“粗糙的”。几个表面特征会影响整合的速度。微束流控制着其中两个特征:Ra,表面峰谷的大小;以及展开的表面,或通过纹理处理创建的表面积。

自动化系统在牙科植入物上产生最一致和可重复的表面纹理。自动化系统能够创建光滑到10µin或粗糙到200µin的表面。Comco技术尤其允许仔细控制粒子速度和覆盖范围,以创建一致一致的表面。

推荐的方法

  • 喷嘴:0.060”
  • 压力:90 psi
  • 磨料:100µ氧化铝或250µ羟基磷灰石
  • 孔口:0.040

骨螺钉

去毛刺钛

骨螺钉制造商面临一些挑战。首先,它们必须遵守严格的公差。其次,他们使用钛。钛是一种很好的骨螺钉材料,但随着温度的升高,它会变硬,因此很难加工。

第三,钛骨螺钉在制造过程中容易形成细小的羽毛毛刺。这些毛刺必须在不损坏或磨钝切削刃的情况下去除。在自攻螺丝的情况下,轻轻拆卸尤其重要,因为它很容易破坏长笛的完整性。

磨料的选择

有两种磨料最适合这种应用:碳酸氢钠和玻璃珠。碳酸氢钠是一种软磨料,常用于去除敏感材料和复合材料的毛刺。它轻轻地去除骨螺钉上的毛刺,而不会使切削刃变钝。

玻璃珠还能轻轻地去除骨螺钉上的细羽毛毛刺,但它的作用不止于此。玻璃珠在螺纹表面形成一层压缩层。这一层有助于提高骨螺钉的疲劳寿命。

喷砂过度,或喷砂时间过长,或喷砂过程中有太多磨料,或大部分边缘磨钝。有玻璃珠爆破过度的危险。在使用玻璃珠时,对喷砂时间和覆盖范围进行实时监测至关重要。

推荐的方法

  • 喷嘴:0.046 "或0.060 "嗨/性能
  • 压力:60 - 100 psi
  • 磨料:50µ碳酸氢钠或玻璃珠
  • 孔口:0.030”

纹理的头

一些骨螺钉需要二次爆破:变形。在螺钉头部表面变形可以改善与旋转装置或其他固定装置的机械结合。微喷砂提供了有选择地织构这部分螺杆的精度使用氧化铝来制作纹理可以在螺钉和设备之间创造更多的表面积和更多的接触点。

建议的纹理处理方法

  • 喷嘴:0.030英寸高/高性能
  • 压力:50-80磅/平方英寸
  • 磨料:50µ氧化铝
  • 孔口:0.025”

利用磷酸钙爆破介质评价表面特性的多变量函数

介绍和背景

骨结合的开始和早期阶段取决于表面参数,如粗糙度和发育的表面。以往的研究已经探讨了不同的爆破参数对氧化铝磨料表面特性的影响。该研究现已扩展到MedicalGroup公司提供的常用磷酸钙爆破介质。

客观的

评估使用磷酸钙喷砂介质时,介质尺寸、速度和覆盖率对表面粗糙度(Sa)和显影表面(Sdr)的影响。

材料和方法

  • 使用IV级钛种植体(内螺纹、外六角)。
  • 使用AccuFlo和Advanced Lathe对植入物进行表面加工,考虑以下变量:磷酸钙爆破介质(50 - 100,180 - 300和300 - 425µm),速度(50、75和100 m/s)和表面覆盖率(10、25和40 g/in2)。
  • 种植体表面在螺纹之间的谷中进行评估(每个种植体4次测量)
  • 通过使用Keyence显微镜(200倍)的光学显微镜和使用Zygo ZeGage光学轮廓仪的光学干涉术评估表面形貌,以确定Sa(平均表面粗糙度)和Sdr(显影表面量相对于平面基线的百分比)。

结果与讨论

光学显微镜和轮廓术表明,每个加工参数组合都实现了完全覆盖(图1)。

Sa和Sdr参数对介质大小和流速的依赖性最大。覆盖率在Sdr中所起的作用略高于Sa。图2和图3分别显示了规模、速度和覆盖率对Sa和Sdr的影响。

结论

所创建的表面在显影表面跨度为2倍,表面粗糙度跨度为4-5倍,其中速度和介质尺寸是最重要的因素。

图1;钛植入物的表面放大

图1所示。经过200倍放大(上图)和光学轮廓术(下图)的代表性表面。

(a) 50-100µ喷砂,(b)180-300µ喷砂,和(c)300-425µ喷砂。

图2和图3;Sdr和Sa结果

图2。Sa结果和图3。特别提款权结果。(点击放大)

这项研究是由研究科学家Jason McNary博士在Comco的应用实验室进行的;Comco公司。伯班克。

一个完整的微爆破系统

用手动系统去毛刺,纹理和清洁医疗植入物和设备。bob体育直播

bob apple 是MicroBlaster®系列的最新版本。这是工程学上的一个重大突破,我们不得不给它取个名字。经过50年的设计和开发,AccuFlo比之前的产品更快,提供更稳定的研磨进料,并具有更灵敏的夹紧机制。

B0B体育平台下载 是一个组合工作站和除尘系统安置在一个独立的单元。

是什么让这个系统成为医疗应用的理想选择?

  • 舒适的:符合人体工程学的设计,减轻长时间的爆破
  • 灵活:流动广泛的媒体
  • 一致:独特的研磨饲料调制
  • 用户友好:易于使用,易于设置,易于维护
  • 手机:有轮子,可以穿过大多数门口
  • 清洁:使用HEPA过滤
  • 安静的:声级只有68分贝
  • 成本效益:交钥匙解决方案是我们最好的交易
Comco手动微喷系统-AccuFlo和ProCenter Plus
Comco高级车床,自动微喷砂系统

加工大量零件?需要比手动系统提供更多的吞吐量?Comco自动化微喷砂系统提供了我们的手动系统的所有优点,但在重型生产环境和具有精确规格的医疗设备制造中具有更高的精度和效率。先进车床和JetCenter都是为精密零件的稳定加工而设计的。每个自动化系统都可以从一个经过验证的平台定制,并作为交钥匙解决方案交付。

样件测试

许多因素有助于获得正确的零件表面:磨料的大小和硬度,喷嘴的大小和形状,空气压力,喷砂时间,喷嘴位置……等等。我们的应用工程师有测试这些不同变量的工具和经验,知道从哪里开始。所有测试程序和结果都记录在一份完整的实验室报告中,连同测试样品部件一起供您的团队评估。

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样品测试部分

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