Cabeça de pinça cirúrgica MIM
MIM é um processo de formação quase-rede desenvolvido rapidamente no século 20. O processo geral é: pó mais aglutinante → mistura → moldagem por injeção → desengorduramento → sinterização.
Primeiro é o uso de polímero misturado com pó, misturando sob certas condições com liquidez suficiente pode satisfazer o requisito de injeção, mistura e alimentação, o segundo é escolher a temperatura de injeção apropriada, pressão de injeção e velocidade de injeção os parâmetros do processo, como injeção moldagem e, em seguida, decolou após a injeção de aglutinante de tarugos para sinterização, a formação de ligação metalúrgica em pó, Finalmente, os produtos atendem aos requisitos.
As características da tecnologia MIM
MIM é uma nova tecnologia de conformação de peças e componentes, que combina tecnologia de conformação plástica, química de polímeros, tecnologia de metalurgia do pó e ciência de materiais metálicos, etc. Possui as seguintes características:
① As peças formadas pela tecnologia MIM não precisam de processamento de acompanhamento ou pouco processamento de acompanhamento, e a taxa de utilização do material é alta. Pertence à tecnologia de formação near-net, que pode produzir peças de alto desempenho com formas complexas.
② O processo de alimentação e sinterização de produtos pode ser simulado por computador e o processo pode ser otimizado no estágio inicial [1-2] para obter o melhor esquema de design.
③ No processo de injeção, a pressão em cada ponto dentro da cavidade é igual e a densidade também é igual sob a premissa de mistura uniforme dos materiais de alimentação. Não haverá gradiente de densidade, o que é fácil de alcançar a produção em larga escala.
Produtos médicos fabricados pela tecnologia MIM
Os produtos médicos geralmente precisam ter boa usabilidade, vida útil longa o suficiente e design flexível na estrutura e no design da forma
A tecnologia MIM foi aplicada pela primeira vez em produtos médicos no início da década de 1980 e tornou-se a área de crescimento mais rápido do mercado MIM.
A proporção de tecnologia MIM em diferentes indústrias na América do Norte em 2015 [4]. Pode-se constatar que a área médica e odontológica se tornou as principais áreas de aplicação do MIM na América do Norte.
Atualmente, a maioria dos produtos MIM para uso médico usa materiais de aço inoxidável, as principais marcas são 316L e 17-4PH; Existem ligas de titânio, ligas de magnésio, ouro, prata, tântalo, etc. [5].
Ferramenta cirúrgica para operação
Ferramentas cirúrgicas com alta resistência, baixa poluição e sangue para atingir os requisitos agressivos do processo de desinfecção, como a flexibilidade do design da tecnologia MIM, pode atender a maior parte da aplicação de ferramentas cirúrgicas, mas também tem as vantagens da tecnologia ao mesmo tempo, para poder reduzir o custo de fabricação de todos os tipos de produtos metálicos, é substituir gradualmente a tecnologia de produção tradicional tornou-se os principais métodos de fabricação.
A FloMet Co., LTD., usando a tecnologia MIM, desenvolveu uma garra de aço inoxidável [7] feita de aço inoxidável 17-4pH, com densidade superior a 7,5g/cm3, que pode ser usada para agarrar objetos no corpo humano corpo durante a cirurgia e tem a função de fórceps. Seu design é bastante complexo e requer alta precisão de produção.
Usando a tecnologia MIM para formar e depois sinterizar, níveis de tolerância muito altos podem ser alcançados sem a necessidade de processamento subsequente extenso para evitar danos à orientação linear e à geometria da garra.
É difícil produzir este tipo de garra de aço inoxidável complicada por método de fundição ou usinagem, que requer um longo ciclo de produção e alto custo. O uso da tecnologia MIM pode economizar 60% do custo.
Ferramentas cirúrgicas descartáveis precisam desenvolver um processo de produção em massa de baixo custo. A Smith Metal Products Company usa a tecnologia MIM para produzir um conjunto de eixo [8], que é aplicado em um novo tipo de instrumentos cirúrgicos descartáveis. O custo é de apenas 1/4 ~ 1/5 do custo das máquinas-ferramentas CNC suíças, e a densidade é de 7,5g/cm3. A resistência à tração final é de 1190MPa, a resistência ao escoamento é de 1090MPa, o alongamento é de 6,0% e a dureza máxima é de 33 HRC.
O processo de fabricação do produto é: primeiro, duas peças de eixo de 178 mm de comprimento são formadas pela tecnologia MIM e, em seguida, as duas peças são soldadas a laser, seguidas de usinagem e tratamento térmico subsequentes. Shot peening e passivação também são necessários para atingir bons requisitos de tolerância.
Moldagem por microinjeção de metal
Metal Micro Injectionmolding (μMIM) é um tipo de tecnologia de conformação desenvolvida pelo Instituto IFAM na Alemanha. É a aplicação orgânica da tecnologia MIM para a preparação de peças micro.
De um modo geral, μMIM pode ser usado para produzir dois tipos de produtos:
① O tamanho do mícron, leve a alguns miligramas de peças;
② O tamanho da aparência da peça é semelhante ao tamanho da peça de moldagem por injeção tradicional, mas o tamanho da estrutura local atinge o nível de mícron com a microestrutura da peça.
Nos últimos anos, a moldagem por microinjeção tornou-se um hotspot de pesquisa no campo da moldagem por injeção. Com o desenvolvimento de maquinários modernos na direção da miniaturização, a aplicação da moldagem por microinjeção será cada vez mais extensa [14].
Atualmente, o Karlsruha Research Center aplicou com sucesso a tecnologia μMIM à produção de pequenas peças de instrumentos médicos [15], como espectrômetro e placa de titulação, etc. O tamanho da estrutura dos produtos atinge o nível de mícron e a espessura mínima da parede é de 50μm .
A âncora de sutura [16], produzida pela empresa alemã IFAM usando a tecnologia μMIM para uso cirúrgico, tem apenas o tamanho de uma cabeça de fósforo.
Moldagem por co-injeção de metal
Metal Co Injection Molding (Co-MIM) originado na década de 1990, é uma tecnologia de moldagem por injeção de pó sanduíche.
Este processo consiste em injetar dois tipos de materiais com características diferentes em um molde ao mesmo tempo ou em lotes, podendo combinar um material metálico e um material com propriedades completamente diferentes em uma mesma peça.
Desta forma, estruturas núcleo/casca com formas funcionais e complexas podem ser obtidas sem a necessidade de processos subsequentes como revestimento, tratamento térmico e montagem do produto. Finalmente, materiais de gradiente funcional podem ser preparados em um processo, o que reduz muito o processo e reduz o custo.
A tecnologia Co-mim fornece uma nova ideia para o desenvolvimento e design de peças funcionais. Li Yimin et ai. [17] propuseram uma nova estrutura de implante biológico usando a tecnologia co-MIM, que é amplamente aplicada à estrutura óssea cortical densa e à estrutura óssea esponjosa sólida no poro externo.
Esta estrutura é propícia à transferência de tensão interfacial entre o osso implantado e a estrutura óssea circundante. A razão de volume de porosidade da estrutura porosa externa está na faixa de 5% a 60%, e o maior poro é de 400μm.
3 perspectivas
De acordo com a recente pesquisa de mercado da BCCresearch sobre moldagem por injeção de metal e cerâmica, o mercado global de componentes de moldagem por injeção de metal e cerâmica deve crescer de US$ 1,5 bilhão em 2012 para quase US$ 2,9 bilhões em 2018, representando uma taxa média de crescimento anual de 11,4%.
Ao mesmo tempo, com o declínio das vendas de carros, a tecnologia MIM será mais voltada para as áreas médica, aeroespacial, eletrônica e outras.
Em seu novo roteiro para a indústria europeia de P/M, a European P/M Association afirma que o mercado médico é uma parte extremamente importante da indústria de moldagem por injeção
Com a contínua expansão do mercado, a aplicação da tecnologia MIM na área médica será cada vez mais aprofundada, e uma variedade de novos materiais e novos processos baseados na tecnologia MIM serão constantemente desenvolvidos.
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