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I migliori materiali CNC per l’industria dei dispositivi medici

Greg Paulsen
Dicembre 19, 1:56 pm

L'industria dei dispositivi medici copre un'enorme linea di prodotti, ma nonostante ciò, spesso ci sono spesso particolari requisiti di materiale tra le applicazioni. Vediamo i materiali dell'industria medica che offrono bassa umidità, alta resistenza al calore, bassa corrosione, elevata durezza e altro ancora.

L’industria dei dispositivi medici copre un’enorme linea di prodotti che vanno dalle articolazioni artificiali alle apparecchiature diagnostiche ai dispositivi terapeutici. Tuttavia, in diverse applicazioni spesso si sopraggiungono requisiti che aiutano a restringere l’elenco delle scelte dei materiali. Ad esempio, la maggior parte dei dispositivi necessita di superfici che non assorbano l’umidità e possano essere sterilizzate facilmente.

I componenti dei dispositivi medici sono spesso realizzati mediante stampa ad iniezione, produzione additiva (stampa 3D) e lavorazione CNC. La lavorazione CNC ha il vantaggio di un’elevata personalizzazione, tolleranze strette, ottime finiture superficiali e selezione di materiali certificati. Quando si utilizza la lavorazione CNC, le parti vengono tipicamente fresate utilizzando da 3 a 5 assi o ruotate utilizzando un tornio a controllo numerico. Di seguito sono riportati i migliori materiali in metallo e plastica lavorati per i dispositivi medici.

Materie plastiche e compositi per dispositivi medici 

Le materie plastiche più comuni per i dispositivi medici vantano un basso assorbimento d’acqua (resistenza all’umidità) e discrete proprietà termiche. La maggior parte dei seguenti materiali può essere sterilizzata usando un autoclave, con i raggi gamma o tramite EtO (ossido di etilene). Il basso attrito superficiale, così come una migliore resistenza alla temperatura, è anche preferibile per l’industria medica. Oltre agli alloggiamenti, le attrezzature e le guide a contatto diretto o indiretto, la plastica può fungere da sostituto di metalli in cui il magnetismo o la (radiofrequenza) RF possono interferire con i risultati diagnostici.

Nome Descrizione
Delrin (Acetal) Resina con buona resistenza all’umidità, elevata resistenza all’usura e basso attrito
Policarbonato (PC) Con quasi il doppio della resistenza alla trazione dell’ABS, il policarbonato ha proprietà meccaniche e strutturali superiori. Utilizzato ampiamente in applicazioni automobilistiche, aerospaziali, mediche e di altro tipo che richiedono durata e stabilità. Le parti di riempimento solide sono completamente dense.
PEEK Offrendo un’eccellente resistenza alla trazione, il PEEK è spesso usato come sostituto leggero di parti metalliche in applicazioni ad alta temperatura e alta sollecitazione. Il PEEK resiste agli agenti chimici, all’usura e all’umidità.
UHMW PE Il UHMWPE è un materiale per tutti gli usi. Offre una combinazione unica di resistenza all’usura e alla corrosione, basso attrito superficiale, elevata resistenza agli urti, elevata resistenza chimica e non assorbe l’umidità.
PTFE (Teflon) Il teflon prevale sulla maggior parte della plastica quando si tratta di resistenza chimica e prestazioni a temperature estreme. Resiste alla maggior parte dei solventi ed è un eccellente isolante elettrico.
Polypropylene (PP) Il PP ha eccellenti proprietà elettriche e un assorbimento di umidità ridotto o nullo. Trasporta carichi leggeri per un lungo periodo a temperature molto variabili. Può essere lavorato in parti che richiedono resistenza chimica o alla corrosione.
Garolite G-10 La Garolite G-10 è costruita da una resina epossidica con rinforzo in tessuto in fibra di vetro ed è anche chiamata laminato industriale epossidico e fenolico. Questo materiale offre un’alta resistenza e un basso assorbimento di umidità. La Garolite lavorata a CNC viene spesso utilizzata come sostituto di componenti metallici quando le caratteristiche strutturali devono essere amagnetiche.

Metalli per dispositivi medici

I migliori metalli lavorabili per l’industria dei dispositivi medici vantano come caratteristica naturale la resistenza alla corrosione, la possibilità di essere sterilizzati e quella di essere facilmente puliti. Gli acciai inossidabili sono molto comuni perché non arrugginiscono, hanno proprietà magnetiche basse o assenti e sono lavorabili a macchina. Alcuni tipi di acciaio inossidabile possono essere ulteriormente trattati termicamente per migliorarne la durezza. Materiali come il titanio offrono alti rapporti resistenza/peso a vantaggio di dispositivi medici portatili, indossabili e impiantabili.

Nome Descrizione
Acciaio inox 316/L L‘acciaio inox 316/L è un acciaio molto resistente alla corrosione e piuttosto popolare per i dispositivi medici.
Acciaio inox 304 Sebbene sia una delle leghe di acciaio inossidabile più utilizzate a causa di un ottimo equilibrio tra resistenza alla corrosione e lavorabilità, l’acciaio inossidabile 304 non può essere trattato termicamente per temprarlo. Si consiglia l’acciaio inossidabile 18-8 se è necessaria la tempra.
Acciaio inox 15-5 L’acciaio inossidabile 15-5 offre una resistenza alla corrosione simile a quella dell’acciaio inossidabile 304. Migliore lavorabilità, durezza e alta resistenza alla corrosione.
Acciaio inox 17-4 L’acciaio inossidabile 17-4 è una lega inossidabile molto forte e resistente alla corrosione che viene facilmente trattata termicamente. Questo materiale viene in genere utilizzato nelle apparecchiature mediche.
Titanio Grado 2 Il titanio grado 2 è un metallo ad alta resistenza, basso peso e alta conducibilità termica. È un materiale non legato di elevata purezza.
Titanio Grado 5 L’eccellente rapporto resistenza-peso e l’elevato contenuto di alluminio in Ti-6Al-4V ne aumentano la resistenza. Questo è il titanio più comunemente usato, offre una buona resistenza alla corrosione, saldabilità e formabilità.

Componenti per il settore medicale lavorate al CNC

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