Guia Especialista para Polimento de Peças Metálicas em Dispositivos Médicos Impressos em 3D

Como Equilibrar Rugosidade e Lisura em Implantes Ortopédicos e Dentários

O desenvolvimento da tecnologia de impressão 3D teve um impacto revolucionário na indústria de dispositivos médicos, abrindo possibilidades ilimitadas no design de produtos e personalização em massa. No entanto, há uma reviravolta interessante — a necessidade de polimento de peças metálicas — em algumas das aplicações mais populares.

Especificamente, devido ao acabamento rugoso e porosidade inerente das superfícies impressas em 3D, o polimento de metal é frequentemente necessário para as peças metálicas impressas em 3D usadas para implantes ortopédicos e dentários.

Acabamento Superficial e Porosidade de Peças Metálicas Impressas em 3D

Há vários métodos usados para fazer peças metálicas impressas em 3D. Por exemplo, elas podem ser criadas em uma atmosfera especial, como ao construir peças de titânio em atmosfera de argônio. Ou peças metálicas impressas em 3D podem ser feitas usando sinterização direta a laser de metal (DMLS), fusão seletiva a laser (SLM), fusão por feixe de elétrons (EBM) ou algum outro processo.

Qualquer que seja o método usado, a natureza da impressão 3D é que três variáveis determinam o acabamento de uma peça e sua densidade (ou porosidade):

• Os "degraus do elevador" das camadas do processo de impressão
• O tamanho do feixe do laser
• O tamanho da partícula do metal

Por que Usar Peças Metálicas Impressas em 3D para Implantes?

Além da capacidade de personalização em massa, a impressão 3D de peças metálicas oferece um benefício específico para implantes ortopédicos e dentários.

Ou seja, a combinação das três variáveis metalúrgicas notadas acima cria um acabamento muito rugoso e poroso que promove a fusão do osso e outros tecidos ao implante. Essa fusão é crítica para o sucesso do procedimento.

Mas e se você precisar de um acabamento liso, como em um implante de joelho onde boas características de desgaste são necessárias? É aí que o polimento de peças metálicas entra em ação.

O Papel do Polimento de Peças Metálicas em Implantes Impressos em 3D

Para uma aplicação como um implante de joelho impresso em 3D, parte da superfície precisa ser rugosa e porosa para permitir que o osso se funda ao implante. No entanto, na superfície de desgaste do joelho, você precisa de um acabamento que seja o mais liso possível, para:

• Reduzir atrito
• Garantir que o implante tenha uma vida razoavelmente longa
• Reduzir o risco de o implante causar dor no receptor

O mesmo princípio se aplica a quadris, ombros e outros tipos de implantes onde há tanto uma superfície de desgaste quanto uma superfície que deve se fundir com osso ou outros tecidos.

Somente nos EUA, a cada ano milhões de pessoas passam por cirurgia de substituição de quadril ou joelho. Nos últimos anos, houve vários processos bem divulgados relacionados a:

• Falha do dispositivo
• Dor ou lesão ligada a estes tipos de implantes
• Desgaste excessivo, fazendo com que os dispositivos — que são projetados para durar cerca de 20 anos — sejam substituídos precocemente

Felizmente para fabricantes de implantes, os acabamentos adequados podem ser alcançados combinando o uso de impressão 3D e a técnica adequada para polimento de peças metálicas.

Isso permite que certas superfícies de implantes metálicos impressos em 3D sejam feitas o mais liso possível enquanto outras superfícies mantêm a rugosidade e porosidade necessárias para fusão efetiva de implante-tecido.

As Metas ao Polir Peças Metálicas Impressas em 3D

Há várias maneiras de polir peças metálicas. Os métodos variam desde polimento manual intensivo em mão de obra e preciso (e portanto, mais caro) até vários métodos de abrasão automatizados e polimento a laser ou feixe de elétrons. O objetivo de todas estas técnicas é obter um acabamento superficial que seja liso e livre de porosidade.

Para polimento de peças metálicas criadas através de impressão 3D muito precisa, a capacidade de controlar rigidamente a remoção de material é vitalmente importante. Isso ajuda a garantir que a forma original da peça — com todas as suas tolerâncias dimensionais apertadas — seja preservada.

Em geral, isso significa que a técnica de polimento para peças impressas em 3D deve alcançar a lisura especificada enquanto remove a menor quantidade possível de material. Isso é especialmente verdadeiro para peças metálicas com geometrias complexas, arestas afiadas e detalhes finos.

Portanto, ao polir peças metálicas para implantes ortopédicos ou dentários impressos em 3D e outros dispositivos médicos, o foco é principalmente em manter tolerâncias. Isso é verdade mesmo para aplicações onde há necessidade de um acabamento altamente brilhante, até espelhado.

O polimento personalizado de metal é uma área onde, dependendo do tipo de metal usado, a Metal Cutting pode alcançar um acabamento superficial de Ra 0,1 µm e abaixo enquanto mantém tolerâncias apertadas e remoção mínima de material. O resultado é um acabamento superficial que fornece as propriedades técnicas requeridas para uso em implantes e outros dispositivos médicos.

(Saiba mais em nosso blog Polimento de Metal em um Mundo de Peças Impressas em 3D.)

Polimento Especializado de Metal para Implantes e Dispositivos Médicos

A Metal Cutting continuará a atender às necessidades em mudança da indústria de dispositivos médicos e aos últimos avanços em tecnologia médica. Como uma empresa de fabricação de metal de precisão, nossas capacidades especializadas incluem corte, retificação, lapidação e polimento de tolerância muito apertada de todos os metais para aplicações de dispositivos médicos.

Também fornecemos operações secundárias como dobra, corte angular, pontuação e ranhura de tubos, fios e barras de pequeno diâmetro. Além disso, produtos de tungstênio e molibdênio, como fio, fita e barra, estão disponíveis.

Para saber mais sobre especificação de tubos metálicos de precisão para suas necessidades de dispositivos médicos, baixe uma cópia gratuita de nosso guia abrangente, Tubos Metálicos no Século 21: Quem Precisa Deles? O Futuro da Inovação em Dispositivos Médicos.