Nasschemische Oberflächenbehandlung in der medizintechnischen Entwicklung und Fertigung

Medizintechnik 07. 04. 2019
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Die Anlagentechnik der Walter Lemmen unterstützt die Entwicklung von Instrumenten, Implantaten oder medizinischen Fixierhilfen und ist das ideale Werkzeug bei deren individueller Produktion

Im Bereich der Medizintechnik sind die Werkstoffe Titan und bestimmte Edelstähle nach wie vor die primären, metallischen Werkstoffe für die Herstellung von Geräten ­aller Art. Ebenso kommen sie bei Implantaten oder Hilfsmitteln zur Fixierung, insbesondere im Falle von Brüchen oder Korrekturen des Skeletts zum Einsatz. Für die Herstellung der entsprechenden Teile ist die nasschemische Oberflächenbehandlung einer der wesent­lichen Fertigungsschritte.

Mittels Elektropolieren wird die ­Oberfläche gereinigt, indem auf der Metalloberfläche vorhandene Verunreinigungen aus vorangegangenen, mechanischen Bearbeitungsschritten entfernt werden. Da das Elektropolieren die besten Ergebnisse dann erzielt, wenn Öle, Fette oder Bearbeitungshilfsstoffe vollständig von der Oberfläche abgereinigt sind, liegt nach dem Elektropolieren in der Regel ein absolut sauberer Gegenstand vor. Die zweite wichtige Eigenschaft des Elektro­polierens ist die Schaffung einer äußerst glatten Oberflächen (d. h. geringstmöglicher Rauheitswert). Diese verleiht den Metallgegenständen eine maximale Reinigungsfreundlichkeit, was sowohl für implantierbare Metallgegenstände als auch für chirurgische Instrumente ein wichtiges Qualitätskriterium ist.

Ein weiterer Prozessschritt ist die Herstellung einer passiven Oberfläche. Bei Edelstählen kann diese im Rahmen des Elektropolierens entstehen. Ansonsten wird die Passivschicht auch durch Tauchen des zu passivierenden Metallteils in entsprechende Passivierungslösungen erzielt. Bei Titan wird durch Anodisieren eine äußerst beständige Oxidschicht auf der Metalloberfläche erzeugt, die gegen nahezu alle Arten des chemischen Angriffs beständig ist. Darüber hinaus kann die Oxidschicht gezielt so eingestellt werden, dass das Titanteil eine definierte Farbe aufweist, was in der Chirurgie gefordert wird. Schließlich bieten anodisierte Titanoberflächen dem Körpergewebe eine gute Basis, Implantate in den Körper zu integrieren.

Die Anlagentechnik der Walter Lemmen GmbH bietet alle Einrichtungen zum Durchführen der verschiedenen nasschemischen Behandlungsverfahren. Mit Hilfe moderner Anlagensteuerung und Protokollierung können Verfahren im Entwicklungsstadium aufgezeichnet und im Anschluss zu feststehenden Bearbeitungsabläufen umgewandelt werden. Damit erfüllen sie auch die Forderung der Validierbarkeit von Prozessen. Der Transport von Teilen durch die verschiedenen Prozessstufen kann von einer geeigneten Transporteinrichtung ausgeführt werden, wobei optional eine Gestelltechnik oder die Bearbeitung - vorzugsweise von Kleinteilen - mittels einer Korbtechnologie vorgenommen werden kann.

Für die nasschemischen Anlagen im medizintechnischen Bereich werden häufig Behälter zwischen etwa fünf Liter Lösungs­volumen und etwa 100 Litern nachgefragt. Für alle Anlagenausführungen können darüber hinaus Einrichtungen zur Aufbereitung von Prozesswasser oder Prozesslösungen – beispielsweise mit einer auf den Prozess ausgerichteten Ionenaustauschertechnik – vorgesehen werden. Selbstverständlich werden die Anlagen bei Bedarf auch mit Ablufttechnik ausge­stattet.

Text zum Titelbild: Ergänzende SPS-Steuerungstechnologie zur Validierung von Prozessschritten

 

Anlage COMPACTA Ti zur Oberflächenbehandlung von Titanimplantaten ; Aufbau: Ultraschalllreinigung, Beizen, Anodisieren Titan, Heißspüle, Elektropolieren Titan, Elektropolieren CrCo.

 

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