Cabezal de pinza quirúrgica MIM
MIM es un proceso de formación casi neto que se desarrolló rápidamente en el siglo XX. El proceso general es: polvo más aglutinante → mezcla → formación por inyección → desengrase → sinterización.
El primero es el uso de polímero mezclado con polvo, mezclar bajo ciertas condiciones con suficiente liquidez podría satisfacer el requisito de inyección, mezcla y alimentación, el segundo es elegir la temperatura de inyección adecuada, la presión de inyección y la velocidad de inyección los parámetros del proceso como la inyección moldeado, y luego despegó después de la inyección de aglutinante de palanquilla para sinterizar, la formación de enlaces pulvimetalúrgicos. Finalmente, los productos cumplen con los requisitos.
Las características de la tecnología MIM
MIM es una nueva tecnología de formación casi neta de piezas y componentes, que combina tecnología de formación de plástico, química de polímeros, tecnología de pulvimetalurgia y ciencia de materiales metálicos, etc. Tiene las siguientes características:
① Las partes formadas por la tecnología MIM no necesitan procesamiento de seguimiento o poco procesamiento de seguimiento, y la tasa de utilización de material es alta. Pertenece a la tecnología de formación casi neta, que puede producir piezas de alto rendimiento con formas complejas.
② El proceso de alimentación y sinterización de los productos se puede simular por computadora y el proceso se puede optimizar en la etapa inicial [1-2] para obtener el mejor esquema de diseño.
③ En el proceso de inyección, la presión en cada punto dentro de la cavidad es igual y la densidad también es igual bajo la premisa de una mezcla uniforme de los materiales de alimentación. No habrá gradiente de densidad, que es fácil de lograr la producción a gran escala.
Productos médicos fabricados con tecnología MIM
En general, se requiere que los productos médicos tengan una buena facilidad de uso, una vida útil lo suficientemente larga y un diseño flexible en estructura y diseño de forma.
La tecnología MIM se aplicó por primera vez en productos médicos a principios de la década de 1980 y se ha convertido en el área de más rápido crecimiento del mercado MIM.
La proporción de tecnología MIM en diferentes industrias en América del Norte en 2015 [4]. Se puede ver que la medicina y la odontología se han convertido en las principales áreas de aplicación de MIM en América del Norte.
En la actualidad, la mayoría de los productos MIM para uso médico utilizan materiales de acero inoxidable, las principales marcas son 316L y 17-4PH; Hay aleación de titanio, aleación de magnesio, oro, plata, tantalio, etc. [5].
Herramienta quirúrgica para operación.
Herramientas quirúrgicas con alta resistencia, baja contaminación y sangre para lograr requisitos de proceso de desinfección agresivos, como la flexibilidad de diseño de la tecnología MIM puede cumplir con la mayoría de las aplicaciones de herramientas quirúrgicas, pero también tiene las ventajas de la tecnología al mismo tiempo, para poder Reducir el costo de fabricación de todo tipo de productos de metal, se reemplaza gradualmente la tecnología de producción tradicional se ha convertido en los principales métodos de fabricación.
FloMet Co., LTD., utilizando la tecnología MIM, desarrolló una garra de acero inoxidable [7] hecha de acero inoxidable 17-4pH, con una densidad superior a 7,5 g/cm3, que se puede utilizar para agarrar objetos en el cuerpo humano. cuerpo durante la cirugía y tiene la función de fórceps. Su diseño es bastante complejo y requiere una alta precisión de producción.
Mediante el uso de la tecnología MIM para formar y luego sinterizar, se pueden lograr niveles de tolerancia muy altos sin la necesidad de un extenso procesamiento posterior para evitar dañar la orientación lineal y la geometría de la garra.
Es difícil producir este tipo de garra de acero inoxidable complicada mediante el método de fundición o mecanizado, lo que requiere un ciclo de producción largo y un costo elevado. El uso de la tecnología MIM puede ahorrar un 60 por ciento del costo.
Las herramientas quirúrgicas desechables deben desarrollar un proceso de producción en masa de bajo costo. Smith Metal Products Company utiliza la tecnología MIM para producir un conjunto de eje [8], que se aplica en un nuevo tipo de instrumentos quirúrgicos desechables. El costo es solo 1/4 ~ 1/5 del de las máquinas herramienta CNC suizas, y la densidad es de 7,5 g/cm3. La máxima resistencia a la tracción es de 1190MPa, el límite elástico es de 1090MPa, el alargamiento es del 6,0 por ciento y la dureza máxima es de 33 HRC.
El proceso de fabricación del producto es: en primer lugar, se forman dos partes del eje de 178 mm de largo mediante tecnología MIM, y luego las dos partes se sueldan con láser, seguido del mecanizado posterior y el tratamiento térmico. También se requiere granallado y pasivación para lograr buenos requisitos de tolerancia.
Moldeo por microinyección de metales
Metal Micro Injectionmolding (μMIM) es un tipo de tecnología de formación desarrollada por el Instituto IFAM en Alemania. Es la aplicación orgánica de la tecnología MIM a la preparación de piezas micrométricas.
En términos generales, μMIM se puede utilizar para producir dos tipos de productos:
① El tamaño de micras, ligero a unos pocos miligramos de piezas;
② El tamaño de la apariencia de la pieza es similar al tamaño de la pieza de moldeo por inyección tradicional, pero el tamaño de la estructura local alcanza el nivel de micrones con la microestructura de la pieza.
En los últimos años, el moldeo por microinyección se ha convertido en un foco de investigación en el campo del moldeo por inyección. Con el desarrollo de maquinaria moderna en dirección a la miniaturización, la aplicación del moldeo por microinyección será cada vez más extensa [14].
En la actualidad, el Centro de Investigación de Karlsruha ha aplicado con éxito la tecnología μMIM a la producción de piezas pequeñas de instrumentos médicos [15], como espectrómetros y placas de titulación, etc. El tamaño de la estructura de los productos alcanza el nivel de micras y el espesor mínimo de la pared es de 50 μm. .
El ancla de sutura [16], producida por la empresa alemana IFAM utilizando la tecnología μMIM para uso quirúrgico, tiene solo el tamaño de la cabeza de una cerilla.
Moldeo por coinyección de metales
El moldeo por inyección de metal co (Co-MIM) se originó en la década de 1990, es una tecnología de moldeo por inyección de polvo tipo sándwich.
Este proceso consiste en inyectar dos tipos de materiales con diferentes características en un molde al mismo tiempo o en lotes, que pueden combinar un material metálico y un material con propiedades completamente diferentes en la misma pieza.
De esta forma, se pueden obtener estructuras núcleo/carcasa con formas funcionales y complejas sin necesidad de procesos posteriores como recubrimiento, tratamiento térmico y ensamblaje del producto. Finalmente, los materiales de gradiente funcional se pueden preparar en un solo proceso, lo que reduce en gran medida el proceso y reduce el costo.
La tecnología Co-mim proporciona una nueva idea para el desarrollo y diseño de piezas funcionales. Li Yimin et al. [17] han propuesto una nueva estructura de implante biológico utilizando la tecnología co-MIM, que se aplica ampliamente a la estructura ósea cortical densa y la estructura ósea esponjosa sólida en el poro externo.
Esta estructura favorece la transferencia de tensión interfacial entre el hueso implantado y la estructura ósea circundante. La relación de volumen de porosidad de la estructura porosa externa está en el rango de 5 a 60 por ciento, y el poro más grande es de 400 μm.
3 perspectiva
Según la reciente investigación de mercado de BCCresearch sobre moldeo por inyección de metal y cerámica, se prevé que el mercado mundial de componentes de moldeo por inyección de metal y cerámica crezca de $1500 millones en 2012 a casi $2900 millones en 2018, lo que representa una tasa de crecimiento anual promedio del 11,4 %.
Al mismo tiempo, con la disminución de las ventas de automóviles, la tecnología MIM estará más en los campos médico, aeroespacial, electrónico y otros.
En su nueva hoja de ruta para la industria europea de P/M, la Asociación Europea de P/M afirma que el mercado médico es una parte extremadamente importante de la industria del moldeo por inyección.
Con la continua expansión del mercado, la aplicación de la tecnología MIM en el campo médico será cada vez más profunda y se desarrollará constantemente una variedad de nuevos materiales y nuevos procesos basados en la tecnología MIM.
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