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L’industria dei dispositivi medici copre un’enorme linea di prodotti che vanno dalle articolazioni artificiali alle apparecchiature diagnostiche ai dispositivi terapeutici. Tuttavia, in diverse applicazioni spesso si sopraggiungono requisiti che aiutano a restringere l’elenco delle scelte dei materiali. Ad esempio, la maggior parte dei dispositivi necessita di superfici che non assorbano l’umidità e possano essere sterilizzate facilmente.
I componenti dei dispositivi medici sono spesso realizzati mediante stampa ad iniezione, produzione additiva (stampa 3D) e lavorazione CNC. La lavorazione CNC ha il vantaggio di un’elevata personalizzazione, tolleranze strette, ottime finiture superficiali e selezione di materiali certificati. Quando si utilizza la lavorazione CNC, le parti vengono tipicamente fresate utilizzando da 3 a 5 assi o ruotate utilizzando un tornio a controllo numerico. Di seguito sono riportati i migliori materiali in metallo e plastica lavorati per i dispositivi medici.
Materie plastiche e compositi per dispositivi medici
Le materie plastiche più comuni per i dispositivi medici vantano un basso assorbimento d’acqua (resistenza all’umidità) e discrete proprietà termiche. La maggior parte dei seguenti materiali può essere sterilizzata usando un autoclave, con i raggi gamma o tramite EtO (ossido di etilene). Il basso attrito superficiale, così come una migliore resistenza alla temperatura, è anche preferibile per l’industria medica. Oltre agli alloggiamenti, le attrezzature e le guide a contatto diretto o indiretto, la plastica può fungere da sostituto di metalli in cui il magnetismo o la (radiofrequenza) RF possono interferire con i risultati diagnostici.
| Nome | Descrizione |
| Delrin (Acetal) | Resina con buona resistenza all’umidità, elevata resistenza all’usura e basso attrito |
| Policarbonato (PC) | Con quasi il doppio della resistenza alla trazione dell’ABS, il policarbonato ha proprietà meccaniche e strutturali superiori. Utilizzato ampiamente in applicazioni automobilistiche, aerospaziali, mediche e di altro tipo che richiedono durata e stabilità. Le parti di riempimento solide sono completamente dense. |
| PEEK | Offrendo un’eccellente resistenza alla trazione, il PEEK è spesso usato come sostituto leggero di parti metalliche in applicazioni ad alta temperatura e alta sollecitazione. Il PEEK resiste agli agenti chimici, all’usura e all’umidità. |
| UHMW PE | Il UHMWPE è un materiale per tutti gli usi. Offre una combinazione unica di resistenza all’usura e alla corrosione, basso attrito superficiale, elevata resistenza agli urti, elevata resistenza chimica e non assorbe l’umidità. |
| PTFE (Teflon) | Il teflon prevale sulla maggior parte della plastica quando si tratta di resistenza chimica e prestazioni a temperature estreme. Resiste alla maggior parte dei solventi ed è un eccellente isolante elettrico. |
| Polypropylene (PP) | Il PP ha eccellenti proprietà elettriche e un assorbimento di umidità ridotto o nullo. Trasporta carichi leggeri per un lungo periodo a temperature molto variabili. Può essere lavorato in parti che richiedono resistenza chimica o alla corrosione. |
| Garolite G-10 | La Garolite G-10 è costruita da una resina epossidica con rinforzo in tessuto in fibra di vetro ed è anche chiamata laminato industriale epossidico e fenolico. Questo materiale offre un’alta resistenza e un basso assorbimento di umidità. La Garolite lavorata a CNC viene spesso utilizzata come sostituto di componenti metallici quando le caratteristiche strutturali devono essere amagnetiche. |
Metalli per dispositivi medici
I migliori metalli lavorabili per l’industria dei dispositivi medici vantano come caratteristica naturale la resistenza alla corrosione, la possibilità di essere sterilizzati e quella di essere facilmente puliti. Gli acciai inossidabili sono molto comuni perché non arrugginiscono, hanno proprietà magnetiche basse o assenti e sono lavorabili a macchina. Alcuni tipi di acciaio inossidabile possono essere ulteriormente trattati termicamente per migliorarne la durezza. Materiali come il titanio offrono alti rapporti resistenza/peso a vantaggio di dispositivi medici portatili, indossabili e impiantabili.
| Nome | Descrizione |
| Acciaio inox 316/L | L‘acciaio inox 316/L è un acciaio molto resistente alla corrosione e piuttosto popolare per i dispositivi medici. |
| Acciaio inox 304 | Sebbene sia una delle leghe di acciaio inossidabile più utilizzate a causa di un ottimo equilibrio tra resistenza alla corrosione e lavorabilità, l’acciaio inossidabile 304 non può essere trattato termicamente per temprarlo. Si consiglia l’acciaio inossidabile 18-8 se è necessaria la tempra. |
| Acciaio inox 15-5 | L’acciaio inossidabile 15-5 offre una resistenza alla corrosione simile a quella dell’acciaio inossidabile 304. Migliore lavorabilità, durezza e alta resistenza alla corrosione. |
| Acciaio inox 17-4 | L’acciaio inossidabile 17-4 è una lega inossidabile molto forte e resistente alla corrosione che viene facilmente trattata termicamente. Questo materiale viene in genere utilizzato nelle apparecchiature mediche. |
| Titanio Grado 2 | Il titanio grado 2 è un metallo ad alta resistenza, basso peso e alta conducibilità termica. È un materiale non legato di elevata purezza. |
| Titanio Grado 5 | L’eccellente rapporto resistenza-peso e l’elevato contenuto di alluminio in Ti-6Al-4V ne aumentano la resistenza. Questo è il titanio più comunemente usato, offre una buona resistenza alla corrosione, saldabilità e formabilità. |
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