Können Hersteller medizinischer Geräte von der chemischen Ätzung profitieren?

Bruno Lilley | 15. Okt. 2021

Die medizinische Industrie hat offensichtlich einen Bedarf an absolut höchsten Standards bei Präzisionsmetallteilen, um sicherzustellen, dass beispielsweise chirurgische Instrumente reibungslos und fehlerfrei funktionieren. Die in medizinischen Anwendungen verwendeten Metallteile erfordern außerdem eine Kombination aus Korrosionsbeständigkeit, mechanischen Festigkeitseigenschaften und Materialbiokompatibilität. Oftmals handelt es sich dabei um aufwendig gestaltete kleine Werkzeuge. Chemisches Ätzen ist eine Methode der Metallherstellung, die eine solch hohe Qualität und Zuverlässigkeit gewährleisten kann.

In diesem Artikel betrachten wir einige der wichtigsten Vorteile des chemischen Ätzverfahrens und wie es auf die medizinische Industrie anwendbar ist. Die meisten Vorteile ergeben sich aus der Natur des chemischen Ätzprozesses, der in der Lage ist, Metall in feine, präzise und komplizierte Designs zu formen und zu ätzen, ohne die inhärenten Eigenschaften des Metalls zu beeinträchtigen. Hier glänzt die Herstellungstechnik des chemischen Ätzens wirklich und bietet zahlreiche Vorteile in der medizinischen Industrie.

Dank chemischem Ätzen sind wir in der Lage, innerhalb weniger Tage komplexe, hochpräzise sowie spannungs- und gratfreie Miniaturbauteile aus biokompatiblen Materialien herzustellen. Durch chemisches Ätzen können wir beispielsweise auch Dicken von 25 μm erreichen. Abhängig vom Metall können 10 % der Materialdicke mit einer Mindesttoleranz von 12 μm chemisch geätzt werden, je nach Anforderung können auch andere Möglichkeiten bestehen.

Von Präzisionsfiltrations- und Kalibrierungsprodukten bis hin zu Mikrofluidik und medizinischen Implantaten gibt es eine Vielzahl praktischer Anwendungen. Hier ist ein Beispiel einiger Produkte, die wir dank chemischer Ätzung herstellen können:

Dank der Verwendung von Ätzmitteln, die das Metall abtragen, können wir innerhalb weniger Tage vom Prototypenbau zur Großserienfertigung übergehen. Dies liegt daran, dass wir die Schablonen nicht bearbeiten oder nur einen Teil des Blechs bearbeiten müssen – die chemische Ätzung bearbeitet gleichzeitig das gesamte Teil. Da der Schablonen-/Musterentwurf vollständig am Computer erstellt wird, ist es eine einfache Lösung, den Prototyp anzupassen, bis man sich auf das Endprodukt geeinigt hat. Aufgrund der Natur des Herstellungsverfahrens durch chemisches Ätzen sind wir wiederum in der Lage, höchste Qualität zu erreichen, die auch im großen Maßstab wiederholbar ist, was in der medizinischen Industrie wichtig ist.

Edelstahl ist eine der am häufigsten verwendeten Legierungen in praktisch jeder Branche und wird zweifellos sogar in Ihrer Besteckschublade zu finden sein. Es gibt gute Gründe dafür, dass es so weit verbreitet ist. Chrom sorgt für Korrosions- und Kratzfestigkeit, Nickel sorgt für eine glatte und polierte Oberfläche und Molybdän verbessert die Härte und sorgt für eine scharfe Schneidkante bei der Verwendung in medizinischen Instrumenten. Gerade wegen dieser großen Vorteile ist Edelstahl bei Tecan eines unserer am häufigsten verwendeten Metalle.

Eine weitere in der Medizinindustrie häufig verwendete Legierung sind Legierungen auf Kobalt-Chrom-Basis, die häufig in Zahn- und orthopädischen Implantaten verwendet werden. Diese Materialien sind korrosions- und verschleißfest, weisen eine ausgezeichnete Biokompatibilität auf und verfügen über Eigenschaften, die denen der Körperstrukturen, die sie ersetzen, nachempfunden sind.

Beide Legierungen bieten (zusammen mit anderen wie Titan) die perfekten Eigenschaften für den Einsatz in der medizinischen Industrie und sind daher eine ausgezeichnete Wahl für medizinische Instrumente.

Wie bereits erwähnt, führt das chemische Ätzen zu einem fertigen Produkt, das sowohl grat- als auch spannungsfrei ist und daher kaum oder gar keine Nachbearbeitung erfordert. Da das Ätzmittel nur das unerwünschte Material erodiert, erleidet das Metall keine Versprödung oder hitzebedingte Verformung als Folge eines Hochenergieprozesses wie Laser- oder Maschinenprägen, der die Struktur des Metalls verändern kann. Während des Ätzprozesses behalten die Metalle alle ursprünglich gewünschten Eigenschaften bei und nach Abschluss des Herstellungsprozesses verbleibt das Endergebnis.

Nahaufnahme eines medizinischen Siebs.

Eine Vielzahl medizinischer Produkte erfordert äußerst präzise und aufwendig gestaltete Metallteile. Einer der großen Vorteile des Einsatzes von chemischem Ätzen im Herstellungsprozess besteht darin, dass die Komplexität des Designs kein einschränkender Faktor ist. Schablonen können mit Computersoftware erstellt und dann auf den Fotolack übertragen werden, um sie durch die CAD-entworfene Schablone in die gewünschte Form zu bringen. Dies führt zu einer schnellen und nahtlosen Herstellungsmethode, die zudem kostengünstiger ist, da im Produktionsprozess weniger Aufwand erforderlich ist als bei anderen Ätz-/Schneidmethoden. Die leicht iterierbaren digitalen Tools sind vollständig kontrollierbar, skalierbar und anpassbar, um allen Anforderungen gerecht zu werden. Dies gewährleistet einen Produktionsprozess, der risikoarm und wirtschaftlich ist und dessen Durchlaufzeiten in Tagen und nicht in Wochen gemessen werden.

Weitere Informationen zu Textformaten