医療機器における真空PVDコーティングの価値

- Oct 23, 2018-

医療機器における真空PVDコーティングの価値

 

PVDコーティングを医療機器に適用することは、美的かつ機能的な利点を提供することができる。 一般的な質問に対する答えがいくつかあります。

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物理蒸着(PVD)は、多くの人々が切削工具の性能を改善するためによく使用される真空コーティングプロセスである。 しかし、IKS PVDの真空コーティング装置は、陰極アークPVDコーティングサービスを提供し、コーティングされていない工具、耐摩耗面に比べて工具寿命を10倍向上させる、より硬くて潤滑性の高い製品を提供することができます。

 

さらに、剛性不活性コーティングが生体適合性であり、骨、組織または体液と反応しないので、医療機器製造業者はPVDコーティングを使用して、類似の製品からのデバイスの外観を区別し、および/またはデバイスの性能を向上させることがますます増えている。 PVDで被覆された医療用具の例には、ジャマー、ドリルおよび針、ならびに様々なデバイス構成要素および歯科用途のための「磨耗」部品が含まれる

 

PVDコーティングは良好なエッジ保持を提供するので、外科用器具は透明なままである。 他の機器では、相手方のステンレススチール部品の摩耗を低減し、酸化や腐食の防止に役立ちます。

 

PVDコーティングの一般的な問題:

 

陰極アークPVDプロセスとは何ですか?

陰極アークPVDは、アーク溶接機を使用して、真空チャンバ内の固体ソース材料から様々な金属を気化させるプロセスである。 チタン、クロム、ジルコニウム、アルミニウムおよび種々の他の合金のような気化した金属は、ガス(通常は窒素および/または炭素含有ガス)と反応して、コーティングされた部品上で凝縮するコーティング材料を形成する。

陰極アークPVDは、高レベルの金属イオン化(95%以上)を生成し、基材材料への高いコーティング付着を確実にするのに役立つ。 この方法は、通常、広い操作ウィンドウを有し、これにより、様々なプロセスパラメータで高品質のコーティングを堆積させることが可能になる。 スパッタリングやイオンプレーティングなどの他のコーティングプロセスは、堅牢性が低く、動作中のWindowsが小さく、高品質のコーティングを安定して生産することが難しくなります。

絵を描く前にどのような準備をするべきですか?

良好な接着コーティングを得るためには、被覆すべき部品はきれいにするために非常に重要である。 部品の表面は、酸化物、EDM再焼成および有機フィルムを含まなくてはならない。これらの汚染物質はコーティング品質に悪影響を与える可能性があるからである。

コーティング前に汚染物質を除去するために、コーティング企業は、研磨、タンブリング、酸エッチング、および砂およびガラスビーズスプレーなどの技術を使用する。 しかし、これらの技術の中にはコーティングされた部品の表面仕上げを変えるものがあるため、PVDコーティング会社は、コーティング品質と部品外観に関する要求を満たすプロセスを開発するために顧客と協力することがしばしばあります。

コーティングプロセスがシャープなエッジに悪影響を及ぼしますか?

部品のエッジが鋭利な場合、エッジの透明度に悪影響を及ぼす可能性のあるクリーニングプロセスは使用されません。 さらに、コーティングプロセスが、コーティングが小さくても非常に脆い場合には、加熱およびコーティング速度を低下させるように改変することができる。 これらの改良により、繊細な特徴が過熱されず、コーティングがあまり厚くないことが保証される。

 

どのような表面処理が最も効果的ですか?

PVDコーティングは非常に薄く(通常0.0001〜0.0005インチ)、通常は部品の元の表面を再現します(研磨クリーニングプロセスを使用しない限り)。 部品の表面が滑らかであるときに最良の結果が得られます。 結果として、研削または研磨表面は、通常、サンドブラストまたは艶消し表面処理よりも良好な結果をもたらす。

部品の特定の領域にマット仕上げが必要な場合は、アプリケータに部品のテクスチャを作成させることをお勧めします。 パーツのサプライヤのテクスチャは部品のこの領域を汚染する可能性があり、再加工を必要とし、サプライヤが頼りにする節約を否定する。

どのくらいの温度がPVDコーティングプロセスで使用されますか?

PVDコーティング温度の典型的なコーティング表面処理はすべて約800°Fである。コーティング温度は、部品の硬度を変化させるか、または部品を変形(収縮または成長)させる。 発生する可能性のある影響を最小限に抑えるために、我々は、900〜900°Fの温度焼き戻し処理からコーティング処理まで、感応成分を加熱することを提案した。

どのような種類の材料を適用できますか?

PVDコーティングは、ほとんどの金属に適用することができ、800°Fまで加熱することができます。一般的に使用される医療材料には、303,440Cおよび17-4ステンレス鋼があります。 チタン合金; そしていくつかの工具鋼。 コーティングプロセスは材料の融点に近い温度であるため、PVDコーティングは一般にアルミニウムには適していない。

 

医療用具には一般にどのようなコーティングが使用されていますか?

医療機器は、通常、4つのPVDコーティングである。 最も一般的に使用されるのは、0.0001〜0.0002インチの厚さ範囲、2,400〜2,600Hvのビッカース硬度範囲、および金を有する窒化チタン(TiN)である。

第2の最も一般的な医療用コーティングは、一般に黒色窒化物または黒色チタンコーティングとして知られているアルミニウム窒化チタン(AlTiN)である。 それは、0.0001〜0.0002インチの厚さ範囲、4,000〜4,200Hvの硬度範囲、およびカーボンブラック表面を有する。

他の2つの医療用コーティングは、窒化クロム(CrN)およびアルファである。 CrNの厚さ範囲は0.0001〜0.0005インチであり、硬度範囲は2,200〜2,400Hvであり、銀表面処理である。 アルファは、窒化ジルコニウム(ZrN)の最上層を有し、銀 - 金を生成する多層コーティングである。 その厚さは0.0001から0.0002インチの範囲であり、最大硬度は4,400から4,600Hvの範囲である。 硬度、潤滑性、耐摩耗性が高いため、コーティングはTiNよりも2〜4倍長くなります。

 

化学気相成長(CVD)コーティングプロセスに比べてPVDの利点は何ですか?

PVDコーティングはCVDコーティングよりはるかに低い温度でコーティングされ、PVDコーティングされた部品はコーティング後に再び熱処理される必要はない。 さらに、PVDは部品の表面仕上げを複製するが、CVDコーティングは、コーティング後に部品を研磨しない限り、光沢のない仕上がりをもたらす。

PVDの陽極酸化に対する利点は何ですか?

チタン合金でコーティングされたPVDは、陽極酸化より耐磨耗性が高く、経時的にその色を良好に保ちます。

医療用具および切削工具に加えて、PVDコーティングは、打抜き工具、成形工具および射出成形磨耗部品の性能および耐用年数を改善するためにしばしば使用される。


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