¿Puede el grabado químico beneficiar a los fabricantes de dispositivos médicos?

Bruno Lilley | 15 de octubre de 2021

La industria médica tiene una necesidad obvia de contar con el estándar más alto en piezas metálicas de precisión para garantizar que los instrumentos quirúrgicos, por ejemplo, funcionen sin problemas y sin fallas. Las piezas metálicas utilizadas en aplicaciones médicas también requieren una combinación de resistencia a la corrosión, propiedades de resistencia mecánica y biocompatibilidad del material. A menudo deben ser pequeñas herramientas de diseño intrincado. El grabado químico es un método de fabricación de metales que puede garantizar una calidad y confiabilidad tan altas.

En este artículo veremos algunos de los beneficios clave del proceso de grabado químico y cómo se aplica a la industria médica. La mayoría de los beneficios provienen de la naturaleza misma del proceso de grabado químico, que es capaz de dar forma y grabar metal en diseños finos, precisos e intrincados sin afectar ninguna de las propiedades inherentes del metal. Aquí es donde la técnica de fabricación mediante grabado químico realmente brilla y ofrece una multitud de beneficios dentro de la industria médica.

Gracias al grabado químico, podemos producir componentes en miniatura de materiales biocompatibles complejos, ultraprecisos y sin tensiones ni rebabas en cuestión de días. El grabado químico también nos permite conseguir espesores de 25 μm, por ejemplo. Dependiendo del metal, se puede grabar químicamente el 10% del espesor de un material con una tolerancia mínima de 12 μm, y puede haber otras posibilidades dependiendo de los requisitos.

Se puede encontrar una gran variedad de aplicaciones prácticas, desde productos de calibración y filtración de precisión hasta microfluidos e implantables médicos. Aquí tienes una muestra de algunos de los productos que podemos fabricar gracias al grabado químico:

Gracias al proceso de uso de grabadores que erosionan el metal, podemos pasar de la creación de prototipos a producciones a gran escala en tan solo unos días. Esto se debe a que no necesitamos mecanizar las plantillas ni trabajar solo en una parte de la chapa: el grabado químico funciona en toda la pieza al mismo tiempo. Como todo el diseño de la plantilla/patrón se realiza en la computadora, es fácil ajustar el prototipo hasta que se acuerde el producto final. Nuevamente, debido a la naturaleza misma del método de fabricación de grabado químico, podemos lograr la calidad más alta que también es repetible a gran escala, lo cual es importante en la industria médica.

El acero inoxidable es una de las aleaciones más comunes utilizadas en prácticamente todas las industrias y sin duda lo encontrará incluso en el cajón de sus cubiertos. Hay una buena razón por la que se usa tan ampliamente. El cromo proporciona resistencia a la corrosión y los rayones, el níquel ofrece un acabado suave y pulido, y el molibdeno mejora la dureza y ayuda a mantener un filo afilado cuando se usa en instrumentos médicos. En Tecan el acero inoxidable es uno de nuestros metales más utilizados, precisamente por estas grandes ventajas.

Otra aleación común empleada en la industria médica son las aleaciones a base de cobalto-cromo, que a menudo se encuentran en implantes dentales y ortopédicos. Estos materiales son resistentes a la corrosión y al desgaste, tienen una excelente biocompatibilidad y propiedades que replican las de las estructuras de la carrocería que reemplazan.

Ambas aleaciones (junto con otras como el titanio) ofrecen las propiedades perfectas para su uso en la industria médica y, como resultado, constituyen excelentes opciones para instrumentos médicos.

Como se mencionó anteriormente, el grabado químico da como resultado un producto terminado libre de rebabas y estrés y, como tal, requiere poco o ningún posprocesamiento. Debido a que el grabador erosiona sólo el material no deseado, el metal no sufre fragilidad ni distorsión inducida por el calor como resultado de un proceso de alta energía como el láser o el estampado a máquina, que pueden alterar la estructura de los metales. Durante el proceso de grabado, los metales mantienen todas sus propiedades originales deseadas y nos queda el resultado final una vez finalizado el proceso de fabricación.

Primer plano de un tamiz de grado médico.

Un gran número de productos médicos requieren piezas metálicas extremadamente precisas y de diseño intrincado. Una de las grandes ventajas de emplear grabado químico en el proceso de fabricación es que la complejidad del diseño no es un factor limitante. Las plantillas se pueden hacer en software de computadora y luego transmitirse al fotorresistente para darles forma mediante la plantilla diseñada por CAD para crear la forma deseada. Esto se traduce en un método de fabricación rápido y sin interrupciones que también es más asequible porque hay menos participación en el proceso de producción que en otros métodos de grabado/corte. Sus herramientas digitales, de fácil iteración, son completamente controlables, escalables y personalizables para adaptarse a cualesquiera que sean los requisitos. Esto garantiza un proceso de producción de bajo riesgo, económico y con plazos de entrega medidos en días, no en semanas.

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