Применение сплава алюминия и цинка Литье под давлением в медицинском оборудовании

Сплавы алюминия и цинка литье под давлением находят широкое и важное применение в области медицинского оборудования. Каждый из них играет незаменимую роль в различных сценариях применения благодаря своим уникальным свойствам материала.

I. Применение алюминиевых Литье под давлением в медицинском оборудовании.

Алюминиевые сплавы известны своим легким весом, высокой прочностью и отличной теплопроводностью. В медицинском оборудовании они в основном используются в тех областях, где вес, рассеивание тепла и прочность конструкции имеют решающее значение.

1. Конкретное используемое оборудование и компоненты.

Медицинское оборудование для визуализации:

КТ-сканер: вращающаяся опора внутри гентри, корпус рентгеновского коллиматора, корпус модуля детектора и т. д.

МРТ: Внешний электронный шкаф управления, корпус системы охлаждения, конструкция каркаса кровати для позиционирования пациента.

Рентгеновский аппарат: основная конструкция С-дуги, корпус рентгеновской трубки, корпус коллиматора.

Терапевтическое и хирургическое оборудование:

Аппарат искусственной вентиляции легких/анестезиологического аппарата: основной корпус, модуль внутренних воздуховодов, радиатор.

Хирургические роботы: некритические суставные конструкции роботизированной руки, рама тележки для оборудования, корпус консоли.

Оборудование для лазерной терапии: лазерная полость, модуль рассеивания тепла, корпус оборудования.

Мониторинг пациентов и вспомогательное оборудование:

Больничные койки: Корпус двигателя для подъемной опоры, рамы изголовья и изножья.

Инфузионные насосы/Инъекционные насосы: Прочная конструкция корпуса.

Инвалидные коляски/вспомогательные средства для ходьбы: Легкая рама и шарнирные компоненты.

2. Причины и преимущества использования этих компонентов оборудования.

Легкий вес: алюминий имеет плотность около 2,7 г/см³, что намного ниже, чем у стали и меди. Это имеет решающее значение для оборудования, требующего частого перемещения (например, С-дуги, хирургические роботы-манипуляторы, инвалидные коляски), снижая нагрузку на медицинский персонал и улучшая мобильность оборудования.

Высокая прочность и жесткость. Литые алюминиевые сплавы (такие как A380 и A383) обеспечивают превосходное соотношение прочности и веса, обеспечивая прочную конструкцию оборудования, которая не деформируется под нагрузкой или движением, гарантируя точность и безопасность оборудования.

Отличная теплопроводность. Многие электронные компоненты медицинских устройств (например, блоки питания, процессоры и лазеры) выделяют значительное количество тепла. Алюминиевые литье под давлением могут быстро отводить тепло и обычно отливаются под давлением вместе с ребрами радиатора, образуя эффективную систему управления температурным режимом для предотвращения перегрева оборудования.

Хорошая технологичность при литье под давлением: алюминиевые сплавы обладают хорошей текучестью, что делает их пригодными для литья под давлением сложных тонкостенных конструкций. Это обеспечивает высокую функциональную интеграцию, объединение нескольких деталей в один литье под давлением, сокращение этапов сборки и снижение затрат.

Разнообразная обработка поверхности: Алюминий литье под давлением легко анодировать, пескоструйно-струйно-струйно-струйно-порошково-покрытием и другими видами обработки поверхности, что обеспечивает эстетически привлекательный и долговечный внешний вид, а также придает поверхности особые свойства (такие как изоляция и устойчивость к коррозии).

3. Перспективы дальнейшего применения

Портативные и домашние медицинские устройства. Поскольку медицинские устройства становятся более портативными и пригодными для домашнего использования, спрос на легкие компоненты станет более актуальным, что еще больше расширит применение алюминиевых литье под давлением.

Прецизионные структурные компоненты для хирургических роботов. С ростом спроса на более легкие и компактные роботизированные руки в хирургических роботах алюминий литье под давлением будет играть все большую роль в производстве сложных, легких и очень жестких эндоскелетных конструкций.

Интеграция с новыми материалами/процессами. Например, технология высокого вакуума литье под давлением может производить компоненты с более высокой прочностью и возможностями термообработки, даже заменяя некоторые стальные конструкционные детали.

Интеллектуальная интеграция: датчики или каналы схемы могут быть непосредственно встроены в литье под давлением, обеспечивая структурную и функциональную интеграцию.

II. Применение сплавов цинка Литье под давлением в медицинском оборудовании

Сплавы цинка (чаще всего Zamak 3 и Zamak 5) известны своей высокой плотностью, высокой прочностью, превосходной точностью литья и легкостью нанесения гальванического покрытия. В медицинском оборудовании они в основном используются там, где требуется высокая точность, износостойкость и эстетическая привлекательность.

1. Конкретное применимое оборудование и компоненты.

Хирургические инструменты и инструменты:

Стабилизаторы: корпус кузова, спусковой крючок, предохранительный выключатель и другие ключевые компоненты конструкции.

Хирургические электрохирургические аппараты/ультразвуковые скальпели: корпус ручки, кнопки, ползунки.

Стоматологические наконечники: частичная оболочка и внутренние структурные компоненты.

Диагностическое оборудование и прецизионные инструменты:

Анализаторы крови, биохимические анализаторы: прецизионные держатели образцов, зажимы, корпуса клапанов, червячные/шестерни и другие компоненты трансмиссии.

Микроскопы: Корпуса и ручки для механизмов грубой/точной фокусировки.

Внешние рабочие части медицинского оборудования: Ручки, рукоятки и кнопки для различных устройств: Популярны благодаря своему удобству, износостойкости и пригодности для высококачественной гальванизации.

Запирающие устройства для опор оборудования: например, шарнирные запирающие ручки.

Оборудование для радиационной защиты: из-за высокого содержания тяжелых металлов в цинковых сплавах они обеспечивают некоторую защиту от рентгеновских лучей и могут использоваться для изготовления небольших защитных экранов или компонентов.

2. Причины и преимущества использования этих компонентов оборудования:

Чрезвычайно высокая точность литья и качество поверхности: цинковые сплавы имеют низкую температуру плавления и превосходную текучесть, что позволяет изготавливать литье под давлением чрезвычайно тонкостенные, четко очерченные и детализированные детали. Это имеет решающее значение для хирургических инструментов со сложной внутренней структурой и строгими требованиями к размерам.

Высокая прочность и износостойкость. Цинковые сплавы обладают превосходной прочностью на разрыв, твердостью и износостойкостью, приближаясь к некоторым сталям или превосходя их. Это делает их идеальными для изготовления компонентов, требующих частой эксплуатации и выдерживающих значительные нагрузки, таких как спусковые крючки и корпуса степлеров.

Отличные характеристики электромагнитного экранирования. Для оборудования, содержащего прецизионные электронные компоненты, корпуса из цинкового сплава обеспечивают отличную защиту от электромагнитных помех (EMI) и радиочастотных помех (RFI).

Превосходные гальванические характеристики: цинковые сплавы литье под давлением являются отличной подложкой для гальваники, позволяя легко получить яркие, износостойкие металлические покрытия, такие как хром, никель и золото. Это не только улучшает внешний вид, но и повышает устойчивость к коррозии, отвечая требованиям очистки и стерилизации медицинских устройств. Это существенное преимущество перед алюминием.

Хорошие демпфирующие характеристики: поглощает вибрации, способствуя улучшению управляемости и устойчивости оборудования.

3. Перспективы дальнейшего применения

Одноразовые высококачественные хирургические инструменты. С ростом распространенности минимально инвазивной хирургии существует огромный спрос на недорогие и высокопроизводительные одноразовые хирургические инструменты (например, современные степлеры). Цинк литье под давлением может удовлетворить эти требования к точности и прочности при высоком соотношении цены и качества.

Вспомогательные инструменты/направляющие для хирургии имплантатов. В ортопедии, стоматологии и других областях сплав цинка литье под давлением все чаще используется для изготовления хирургических шаблонов (хирургических шаблонов), используемых для точного позиционирования для достижения баланса между высокой точностью и стоимостью.

Миниатюризация и интеграция. С развитием технологии литья под давлением сплавы цинка будут все чаще применяться в более мелких и точных компонентах медицинской электроники и диагностических устройств.

Антибактериальная обработка поверхности. Будущие разработки могут включать более глубокую интеграцию с технологиями антибактериальных покрытий, чтобы придать компонентам из цинкового сплава активные антибактериальные свойства, что в дальнейшем будет отвечать требованиям больничного инфекционного контроля.