日本开发出医用镁合金零部件的新成型技术

新产品 · 新服务 2018年06月12日
日本语

在日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)的一个项目中,不二轻金属公司(Fuji Light Metal)与产业技术综合研究所通过共同研究,开发出了医疗器械用镁合金零部件的全新成型技术。另外,此次不二轻金属还在公司内部引进了研究设备,目的是使医用镁合金零部件实现从材料生产到加工的全工序制造以及产品供应的商业化,今后将推进相关零部件的量产化。

1.研究概要

手术后留置在患者体内的支架、骨螺钉和U型钉等金属医疗器械如果一直留在体内会引发炎症,需要再次手术取出。因此,作为低侵袭治疗的创新型医疗器械材料,医疗行业对于能在体内分解吸收,而且是人体必需元素的镁充满期待。如果能用镁零部件制作医疗器械,就可以为提高患者的生活质量做出巨大贡献。

不过,采用镁作为医疗器械零部件材料也存在课题,比如如何延长在体内分解的时间及提高分解的稳定性。为此,需要提高加工精度,改善零部件的机械特性和在体内的分解性能。

2.此次的成果

【1】开发出高精度微管的成型加工技术

随着在体内被分解吸收,镁合金零部件的厚度会越来越薄。因此,要想实现稳定的分解吸收特性,就要实现均匀的厚度,也就是要提高加工精度,这是一直以来面临的一个课题。不过,镁合金的塑性加工性较低,是不容易变形的材料,所以很难通过挤压加工或拉拔加工制成厚度均匀的管材。因此,不二轻金属以产业技术综合研究所开发的镁合金微管挤压加工和拉拔加工方法的特殊技术为基础,调查了镁合金零部件制造工序中挤压温度、拉拔速度等各种条件参数与厚度的相关性。由此,可以选取对厚度精度贡献最大的关键参数,通过对其进行优化,面向医用生物可降解支架用微管用途,成功开发出了可将镁合金高精度加工成内径为1.5~3.0mm、壁厚为110~300μm的管材的技术。

日本开发出医用镁合金零部件的新成型技术

图1:镁合金制精密管材

【2】开发出管材、棒材和线材的组织控制技术

要想改善镁合金零部件的机械特性和分解性能,零部件的组织控制至关重要。不二轻金属调查了会对组织的形成产生巨大影响的拉拔工序及热处理工序的最佳处理条件,实现了能使管材、棒材和线材具备高机械特性及分解性能的组织控制。

日本开发出医用镁合金零部件的新成型技术

图2:镁合金线材及其组织

【3】引进研究设备

除了制造管材、棒材和线材的拉拔加工设备外,不二轻金属此次还引进了制造其原材料——镁合金的铸造设备及挤压设备。不二轻金属独自建立了从医用镁合金原料到管材、棒材和线材均能综合制造的体制,有望加速量产化相关的研究开发。

日本开发出医用镁合金零部件的新成型技术

图3:医疗器械用镁合金零部件的制作流程

参考文献:
医療機器向けマグネシウム合金部材の成形技術を開発[网址]

文 客观日本编辑部

相关阅读