Oberflächenbehandlung in der Medizintechnik

Medizintechnik 10. 12. 2014
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Anlagentechnik für alle Anforderungen

Geräte und Anlagen von Walter Lemmen GmbH zum Vorreinigen, Beizen, Elektropolieren, Passivieren oder Anodisieren von Edelstahl, Titan, Titanlegierungen und Niob für medizintechnische Produkte

Für medizinische Gerätschaften kommen vorwiegend korrosionsbeständige Stähle mit hoher Festigkeit zum Einsatz und für Implantate werden vor allem Titan oder Niob verwendet. Auf den Herstellungsprozess zurückzuführende Mikrorauheit kann im Einsatz zu Korrosion oder als Ausgangspunkt für Risse bei mechanischer Belastung zum Versagen führen. Mikrorauheiten bilden zudem Anhaftungsbereiche für unerwünschte Mikroorganismen. Ein optimales Verfahren zur Beseitigung solcher Rauheiten ist das Elektropolieren.

Der Anlagenhersteller Walter Lemmen bietet unter anderem ein breites Anlagenspektrum für die Medizintechnik an. Der Schwerpunkt liegt in diesem Bereich beim Oberflächenbehandeln, beispielsweise von Edelstahl, Titan und Titanlegierungen oder Niob, zum Vorreinigen, Elektropolieren, Beizen und Passivieren.

Durch das elektrochemische Polieren (Elektropolieren) und Entgraten wird die Eigenschaft der metallischen Oberflächen entscheidend verbessert, was sich positiv auf die Beständigkeit der einzelnen Komponenten auswirkt. Elektropolieren ist ein elektrochemisches Verfahren zum Oberflächenabtrag an den Randzonen der Werkstücke. Die Abtragung erfolgt mit speziellen wässrigen Lösungen unter Einsatz von Strom im Mikrobereich und erzeugt eine glatte und glänzende Oberfläche. Die modular aufgebauten Anlagen und Wannensysteme beinhalten alle Behandlungsbecken für den Elektropolierprozess: Vorbehandlung (Ultraschall), Beizen, Elektropolieren, Spülen und Passivieren.

Für das Verfahren sind Einzelwannensysteme sowie kompakte Kleingalvanikanlagen, manuell bedienbar oder als Halbautomaten mit pneumatischem Handlingsystem und Steuerung erhältlich. Als Systemlieferant bietet Lemmen auch die entsprechende Prozesschemie aus Elektrolyten, Beiz­lösungen und Passivierungsmittel an.

Das Anodisieren von Oberflächen, zum Beispiel von Titan, Titanlegierungen oder Niob, ist ein elektrochemischer Prozess zur Oberflächenveredelung von Bauteilen und Instrumenten, beispielsweise für Implantate, Schrauben, Platten, Instrumente und Geräteteile. Titan oder Niob überziehen sich an der Luft mit einer natürlichen Oxidschicht, die das Metall beständig gegen Korrosion schützt. Für den Einsatz in Produkten wird diese Schicht im ersten Schritt durch eine spezielle Beizvorbehandlung sorgfältig und vollständig entfernt und anschließend nach einem Spül­schritt gezielt wieder neu aufgebaut. Dazu wird der Werkstoff in einem speziellen Färbeelektrolyt in einem Gleichstromkreis anodisch geschaltet. Der zum Anodisieren verwendete Gleichrichter ist im Bereich zwischen 0 V und 150 V beziehungsweise 0 A und 10 A regelbar. Der Überzug bildet sich aus der Umwandlung des metallischen Grundwerkstoffs in eine porenfreie Oxidphase mit sehr guter Beständigkeit und hoher Haftfestigkeit. Schichtdicke und Lichtbrechung sind maßgeblich verantwortlich für die Farbgebung. Der Oxidfilm wirkt als Interferenzfilter und ist durch gut unterscheidbare Farben charakterisiert. Diese variieren mit zunehmender Spannung (aufgrund der entstehenden unterschiedlichen Oxiddicken) in einer breiten Farbpalette.

Das Gerätesystem der Walter Lemmen GmbH ist für die Verwendung von gebrauchsfertigen Elektrolyten zur Vorbehandlung und zum Färben von Titan und Titanlegierungen ausgelegt. Die Elektrolyte zählen neben den Arbeitswannen mit Anoden und unterschiedlichen Haltevorrichtungen ebenfalls zum Lieferprogramm. Die Standardwannen mit einem Volumen von fünf Liter, 15 Liter und 25 Liter sind für den Betrieb bei hohen Spannungen, CE-Konform mit Sicherheitsdeckel und funktionsschneller Entladung nach Ausschalten, ausgelegt. Da Farbton und Intensität der erreichten Färbung entscheidend von der richtigen Vorbehandlung der Werkstücke abhängen, empfiehlt der Hersteller die Verwendung einer Ultraschallreinigung und Entfettung. Als Speziallösungen werden von Walter Lemmen auch Komplettanlagen angeboten, die den gesamten Verfahrensprozess des Titanfärbens von der Vorreinigung, Ultraschallbehandlung, Beizen, Spülen und Färben bis hin zum Trocknen abbilden.

 
 

Anlage zum Elektropolieren von Edelstahl

Farbvarianten durch Interferenzeffekt auf Titanteilen

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