醫(yī)療器械的鎳鈦合金加工和精加工

我們之前已經(jīng)介紹了如何開(kāi)采醫(yī)用鎳鈦合金并將其熔化成原材料，然后加工成鎳鈦合金線(xiàn)材、管材和片材，供設(shè)備制造商用于醫(yī)療器械、組件或零件。

激光切割鎳鈦合金管材和薄板是制造鎳鈦合金醫(yī)療器械、組件和零件的最常見(jiàn)方法。激光切割用于常見(jiàn)產(chǎn)品，包括支架、心臟瓣膜、下腔靜脈 （IVC） 過(guò)濾器和大多數(shù)其他鎳鈦合金植入物。

飛秒激光器比光纖激光器更先進(jìn)，可以超高精度切割醫(yī)用級(jí)鎳鈦合金，而無(wú)需加熱對(duì)熱變化敏感的合金。

其他鎳鈦合金加工和制造方法包括：

• 電火花加工 （EDM）：用于將大型鎳鈦合金棒或板加工成骨科骨釘?shù)刃螤?/p>

• 化學(xué)蝕刻：腐蝕性化學(xué)品以消除材料，例如制造手術(shù)設(shè)備的刀片

• 線(xiàn)繞：鎳鈦合金線(xiàn)通過(guò)手工或機(jī)器一次纏繞一根，制成鎳鈦合金形狀記憶彈簧

• 鋼絲編織：與鋼絲纏繞類(lèi)似，但鎳鈦合金編織是用手或機(jī)器將多根鎳鈦合金鋼絲編織或編織在一起，用于血栓回收器、支架和分流器等設(shè)備

• 計(jì)算機(jī)數(shù)控 （CNC） 加工：傳統(tǒng)的 CNC 加工操作（車(chē)削、銑削、車(chē)削等）可以使用鎳鈦合金，但如果沒(méi)有針對(duì)這種特定合金及其特性的專(zhuān)門(mén)技術(shù)，則非常困難。

• 連接：鎳鈦合金可以通過(guò)焊接、焊接、壓印或鉚接與鎳鈦合金或其他金屬（如不銹鋼）連接。

• 激光燒蝕：與激光切割類(lèi)似，激光燒蝕去除了更小的材料，但留下了大部分材料，類(lèi)似于瑞士車(chē)削的小型精密零件。

• 磨削：仿形和無(wú)心磨削是鎳鈦合金制造的好方法，因?yàn)殒団伜辖鸨３制渲本€(xiàn)度并且可以精確研磨，從而產(chǎn)生導(dǎo)絲等部件。

• 3D打印：鎳鈦合金的增材制造方法（如激光燒結(jié)）還處于非常早期的階段

醫(yī)用鎳鈦合金定型和精加工

在激光切割（或替代加工工藝）之后，先去毛刺（如果需要），然后進(jìn)行形狀設(shè)置。

鎳鈦合金形狀設(shè)置使用工具夾具將鎳鈦合金壓縮或膨脹成所需的最終形式，并從鹽浴、流化床或熔爐中加熱以處理鎳鈦合金，使其保持該形狀。

形狀設(shè)置中施加的熱量也會(huì)影響鎳鈦合金的特殊形狀記憶和超彈性/偽彈性性能。不同的熱處理溫度和時(shí)間將產(chǎn)生不同的性能，例如，提供支架徑向力以抵抗擠壓，或者允許微創(chuàng)植入物向下壓縮到導(dǎo)管中進(jìn)行輸送，然后在放置在患者體內(nèi)時(shí)膨脹。鎳鈦合金的疲勞耐久性是另一個(gè)受熱影響的特性。

形狀設(shè)置也是一個(gè)階段，在這個(gè)階段，鎳鈦合金可以被賦予不同的顏色和色調(diào)（就像陽(yáng)極氧化鈦一樣），在爐子中不同的時(shí)間、溫度和氣氛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的陽(yáng)極氧化工藝也可用于使鎳鈦合金具有彩色飾面，類(lèi)似于您對(duì)鋁所做的工作。

成型后，去除氧化物的表面處理是生物相容性的必要步驟。此步驟可防止長(zhǎng)期接觸鎳對(duì)人體的有害影響。鎳鈦合金的不同表面處理有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

電解拋光和機(jī)械拋光可以確保生物相容性，還可以去除可能成為疲勞成核部位的瑕疵。

電解拋光是實(shí)現(xiàn)生物相容性的好方法，它去除了表面氧化物，同時(shí)軟化了鋒利的邊緣并創(chuàng)造了光滑的表面。電解拋光沒(méi)有酸洗或化學(xué)拋光的疲勞缺點(diǎn)。

酸洗（或蝕刻）使用酸清潔表面，去除氧化物。酸洗可用于批處理工藝，方法是將零件浸入酸浴中以去除氧化物以實(shí)現(xiàn)生物相容性。然而，酸洗會(huì)給表面形貌留下微觀變化，從而帶來(lái)疲勞開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)。但同樣的表面形貌也可以增強(qiáng)聚合物涂層在導(dǎo)絲等設(shè)備上的附著力。

化學(xué)拋光是一種類(lèi)似的酸浴間歇工藝。它比酸洗留下更光滑的表面，以獲得更好的抗疲勞性，但仍然為涂層應(yīng)用提供一些形貌。

最后，在組裝和/或包裝、滅菌和運(yùn)輸之前，目視和尺寸檢查可驗(yàn)證成品鎳鈦合金零件、組件或設(shè)備的質(zhì)量。