PECM съедает прочные металлы

Меньше стресса, больше надежности в медицинском производстве

Когда компании Koninklijke Philips NV потребовалась доработка электробритв Norelco, продаваемых в США, инженеры голландской компании усовершенствовали электрохимическую обработку (ECM), чтобы добиться необходимого качества и надежности. Модифицированный процесс, разработанный инженерами Philips, сейчас используется во многих отраслях, помимо средств личной гигиены, включая медицинское производство.

«Они прошли через множество штампов, чтобы создать эту передовую кромку», — сказал Скотт Ковальски, который работает с двумя инженерами над патентом Philips в качестве президента RM Group Holdings LLC в Риджфилде, штат Нью-Джерси. «Они взяли ECM, который представляет собой стандартную технологию постоянного тока (постоянного тока), и они ввели переменный импульс и колебание, которые не только убирают фронт, но и создают профиль».

И ECM, и его модифицированная форма — прецизионная электрохимическая обработка (PECM) — обрабатываются посредством электрохимического процесса. Технологии используются для разных целей и дают существенно разные результаты.

«ECM решает проблему», — сказал Ковальски. «Есть заусенец, есть кромка, есть что-то такое, чего клиент не хотел и не ожидал. PECM обеспечивает большую добавленную стоимость. Мы представляем формы, профили, геометрию», — добавил он, отметив, что ECM был представлен около 50 лет назад, тогда как промышленное PECM существует всего около 10 лет.

Компания ECM Technologies, Леуварден, Нидерланды, описала PECM следующим образом: «Во время процесса PECM металл растворяется из заготовки под действием постоянного тока с контролируемой скоростью в электролитической ячейке. Заготовка служит анодом и отделена зазором (который может составлять всего 10 мкм) от инструмента, который служит катодом. Электролит под давлением прокачивается через межэлектродный зазор, смывая растворенный металл с заготовки. Когда электрод-инструмент движется к заготовке, чтобы поддерживать постоянный зазор, заготовке придается форма, дополняющая инструмент».

По словам Philips, PECM идеально подходит для обработки труднообрабатываемых материалов и сложной геометрии, используемых в современных медицинских деталях, а также обеспечивает превосходную обработку поверхности, необходимую промышленности для гигиенического использования.

Прочные сплавы и суперчистые поверхности отлично подходят для медицинских имплантатов из-за стерильности, а также из-за их биосовместимости. Никель-титан, также известный как нитинол, является отличным сплавом для некоторых костных имплантатов, но попадание содержащегося в нем никеля в кровоток может быть опасным. Производители имплантатов хотят, чтобы суперчистые поверхности снизили этот риск; более грубая отделка легче подвергается коррозии и откалыванию, что может быть чрезвычайно опасно для пациента.

«Существует ряд применений для различных имплантатов и компонентов хирургических инструментов», — сказал Дон Риско, владелец DGR Consulting LLC, Джеймстаун, Пенсильвания. «Сейчас, похоже, самым большим из них являются степлеры».

По словам Риско, который работал с ECM почти 40 лет, возможности PECM широко не известны, отчасти из-за тщательно охраняемых производственных секретов в медицинской и других отраслях. Это несколько «задушило» технологию PECM, сказал он, приведя несколько примеров, когда компании, разрабатывающие возможности для клиентов, запрещали раскрытие информации, тем самым исключая упоминание о них в будущих коммерческих предложениях.

Однако использование PECM в медицинском производстве выросло.

«Поскольку это небольшие детали, подвергающиеся нагрузкам (во время использования), их, как правило, изготавливают из более твердых и высокопрочных материалов», — объяснил Брюс Дворак, президент Hobson & Motzer Inc., Дарем, Коннектикут. Производитель прецизионных металлических компонентов, который уже давно поставляет на рынок медицинского оборудования, компания проработала эволюцию технологии сшивания и требований, предъявляемых к компонентам устройств.

«И эти более прочные материалы и их обработка могут быть использованы для PECM», — сказал Ковальски. «Обычно мы получаем материалы, которые не нравятся другим производителям (станков)».