Panduan Ahli untuk Mengelupas Bagian Logam dalam Alat Medis Cetak 3D

Cara Menyeimbangkan Kasar dan Halus dalam Implan Ortopedik dan Gigi

Pengembangan teknologi pencetakan 3D telah memberikan dampak revolusioner pada industri alat medis, membuka kemungkinan baru yang tak terbatas dalam desain produk dan kustomisasi massal. Namun, ada satu twist yang menarik — kebutuhan untuk mengelupas bagian logam — dalam beberapa aplikasi yang paling populer.

Secara spesifik, karena finishing kasar dan porositas bawaan dari permukaan cetak 3D, pengelupasan logam sering dibutuhkan untuk bagian logam cetak 3D yang digunakan untuk implan ortopedik dan gigi.

Finishing Permukaan dan Porositas Bagian Logam Cetak 3D

Ada sejumlah metode yang digunakan untuk membuat bagian logam cetak 3D. Misalnya, mereka dapat dibuat dalam atmosfer khusus, seperti saat membuat bagian titanium dalam atmosfer argon. Atau bagian logam cetak 3D dapat dibuat menggunakan sintering logam laser langsung (DMLS), pengleburan laser selektif (SLM), pengleburan sinar elektron (EBM), atau proses lainnya.

Metode apa pun yang digunakan, sifat pencetakan 3D adalah tiga variabel menentukan finishing suatu bagian dan kepadatan (atau porositas):

• Langkah “elevator” lapisan proses pencetakan
• Ukuran sinar laser
• Ukuran partikel logam

Menggunakan Bagian Logam Cetak 3D untuk Implan?

Selain kapasitas untuk kustomisasi massal, pencetakan 3D bagian logam menawarkan manfaat spesifik untuk implan ortopedik dan gigi.

Namun, kombinasi dari tiga variabel metalurgi yang disebutkan di atas menciptakan finishing yang sangat kasar dan poros yang mempromosikan penyatuan tulang dan jaringan lain dengan implan. Penyatuan itu sangat penting untuk keberhasilan prosedur.

Tetapi bagaimana jika Anda memerlukan finishing yang halus, seperti dalam implan sendi di mana karakteristik aus yang baik diperlukan? Itulah saat pengelupasan bagian logam berperan.

Peran Pengelupasan Bagian Logam dalam Implan Cetak 3D

Untuk aplikasi seperti implan lutut cetak 3D, sebagian permukaan perlu kasar dan poros untuk memungkinkan tulang menyatu dengan implan. Namun, di permukaan aus lutut, Anda memerlukan finishing yang halus sebesar mungkin, untuk:

• Mengurangi gesekan
• Memastikan implan memiliki umur yang cukup lama
• Mengurangi risiko implan menyebabkan nyeri bagi penerima

Prinsip yang sama berlaku untuk pinggang, bahu, dan jenis implan lain di mana ada permukaan aus dan permukaan yang harus menyatu dengan tulang atau jaringan lain.

Di AS sendirian, setiap tahun jutaan orang menjalani operasi pengganti pinggang atau lutut. Dalam beberapa tahun terakhir, telah ada sejumlah perkara yang dipublikasi yang terkait dengan:

• Kegagalan perangkat
• Nyeri atau cedera yang terkait dengan jenis implan ini
• Aus berlebihan, yang menyebabkan perangkat — yang dimaksudkan untuk bertahan sekitar 20 tahun — digantikan lebih awal

Untungnya bagi produsen implan, finishing yang tepat dapat dicapai dengan menggabungkan penggunaan pencetakan 3D dan teknik yang tepat untuk mengelupas bagian logam. 

Ini memungkinkan permukaan tertentu dari implan logam cetak 3D dibuat halus sebesar mungkin sementara permukaan lain mempertahankan kekasaran dan porositas yang diperlukan untuk penyusutan implan-ke-jaringan yang efektif.

Tujuan Saat Mengelupas Bagian Logam Cetak 3D

Ada sejumlah cara untuk mengelupas bagian logam. Metode berkisar dari pengelupasan tangan yang intensif tenaga kerja dan presisi (dan oleh karena itu, lebih mahal) hingga berbagai metode abrasi otomatis dan pengelupasan oleh laser atau sinar elektron. Tujuan semua teknik ini adalah untuk mendapatkan finishing permukaan yang halus dan bebas porositas.

Untuk mengelupas bagian logam yang dibuat melalui pencetakan 3D yang sangat presisi, kemampuan untuk mengontrol pengosongan bahan secara ketat sangat penting. Ini membantu memastikan bahwa bentuk asli bagian — dengan semua toleransi dimensi ketat — dipertahankan.

Secara umum, ini berarti teknik pengelupasan untuk bagian cetak 3D harus mencapai kehalusan yang ditentukan sambil menghapus jumlah bahan sekecil mungkin. Ini sangat benar untuk bagian logam yang memiliki geometri kompleks, tepi tajam, dan detail halus.

Oleh karena itu, saat mengelupas bagian logam untuk implan ortopedik atau gigi cetak 3D dan alat medis lainnya, fokusnya terutama pada mempertahankan toleransi. Ini benar bahkan untuk aplikasi di mana ada kebutuhan untuk finishing yang sangat bersinar, bahkan seperti cermin.

Pengelupasan logam khusus adalah area di mana, tergantung pada jenis logam yang digunakan, Metal Cutting dapat mencapai finishing permukaan Ra 0,1 µm dan di bawahnya sambil mempertahankan toleransi ketat dan pengosongan bahan minimal. Hasilnya adalah finishing permukaan yang memberikan properti teknis yang diperlukan untuk digunakan dalam implan dan alat medis lainnya.

(Pelajari lebih lanjut dalam blog kami Metal Polishing in a World of 3D Printed Parts.)

Pengelupasan Logam Ahli untuk Implan dan Alat Medis

Metal Cutting akan terus memenuhi kebutuhan yang berubah dari industri alat medis dan kemajuan terbaru dalam teknologi medis. Sebagai perusahaan pembuatan logam presisi, kemampuan ahli kami termasuk pemotongan, penggerindaan, pengupasan halus, dan pengelupasan toleransi sangat ketat dari semua logam untuk aplikasi alat medis. 

Kami juga menyediakan operasi sekunder seperti pengliatan, pemotongan sudut, dan penyudutan serta pembentukan slot pada tabung, kawat, dan palang diameter kecil. Selain itu, produk tungsten dan molibdenum, seperti kawat, pita dan palang, tersedia.

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang menentukan tabung logam presisi untuk kebutuhan alat medis Anda, unduh salinan gratis panduan komprehensif kami, Metal Tubing in the 21st Century: Who Needs It? The Future of Innovation in Medical Devices.