의료기기 및 임플란트 부품

미크론 수준의 정밀 제어, 복잡한 형상 형성 능력, 안정적인 공정 반복성을 갖춘 의료 기기 및 임플란트 부품의 정밀 가공 기술은 의료 기기 및 임플란트 부품 제조를 위한 핵심 지원 기술이 되었습니다. 이러한 구성 요소는 의료 진단의 정확성, 수술 절차의 안전성, 임플란트와 인체의 장기적인 호환성과 직접적인 관련이 있습니다. 제조 공정은 기계적 성능, 생체 적합성 및 엄격한 산업 규제 요구 사항을 동시에 충족해야 하므로 고급 의료 제조 부문의 핵심 하위 분야가 됩니다.

기술 카테고리

CNC 가공 의료 기기 및 임플란트 부품에는 "이식 불가능"과 "이식 가능"이라는 두 가지 주요 범주가 포함됩니다. 전자가 의료기기의 기능적 핵심이라면, 후자는 손상된 인체 조직을 대체하는 '생명 유지 부품'이다. 진단 장비 분야에서 그 정밀도는 CT 회전 베어링의 작동 안정성과 MRI 경사 코일의 자기장 균일성을 결정합니다. 임플란트 분야에서는 기하학적 정밀도가 인공관절의 수명과 치과 임플란트의 골유착 효과에 직접적인 영향을 미칩니다. CNC 정밀가공을 통해 제작된 임플란트 부품은 기존 방식에 비해 임상 합병증 발생률이 60% 이상 낮은 동시에 고급 의료기기 핵심 부품의 국산화율을 45%까지 높이는 것으로 나타났다.

주요 재료 특성 및 가공 호환성

재료 선택은 의료 기기 및 임플란트 부품의 CNC 가공에서 기본 단계입니다. 생체 안전성, 기계적 호환성, 가공 타당성이라는 세 가지 주요 요구 사항을 동시에 충족해야 합니다. 주류 재료와 그 호환성 특성은 다음과 같습니다.

1. 금속재료: 임플란트용 Core Carrier

- 티타늄 합금(Ti-6Al-4V 및 ELI 등급): 정형외과 및 치과용 임플란트에 선호되는 재료로 860MPa의 인장 강도와 4.5g/cm3에 불과한 밀도를 자랑하며 높은 강도와 ​​가벼운 장점을 결합합니다. 또한 생체적합성이 뛰어나 인체의 뼈와 안정적인 결합을 형성합니다. CNC 가공 중에는 소재의 열전도율 저하로 인한 공구 고착 문제를 방지하고 나사산 및 표면 정확도를 보장하기 위해 스핀들 속도 8000-12000rpm과 함께 다이아몬드 코팅 공구(마모율 5μm/h 이하)를 사용해야 합니다.

- 코발트-크롬 합금(CoCrMo): 인공관절의 마찰계면 부품에 적합하며, 내마모성은 티타늄 합금의 3배이며, 내식성은 ISO 10993 표준을 충족합니다. 5축 CNC 공작기계는 일정한 공구 접촉각 가공을 통해 표면 거칠기를 Ra≤0.4μm까지 제어할 수 있어 조인트 이동 중 마모 입자 발생을 줄일 수 있습니다.

- 316L 스테인레스 스틸 : 수술기구의 샤프트 부품 및 투석 장비의 커넥터에 사용됩니다. 탄소 함량이 0.03% 이하로 CNC 가공 및 패시베이션 처리 후 안정된 산화물 보호층이 형성되어 10년 이상 체액 부식에 대한 저항성을 제공합니다. 가공 중에 표면 오염을 방지하기 위해 의료용 절삭유와 함께 비파괴 클램핑을 위해 마그네틱 척이 사용됩니다.

2. 고분자 소재: 기능성 부품에 선호

- PEEK(폴리에테르에테르케톤): 방사선 투과성 특성으로 인해 척추 유합 장치에 이상적인 소재로 수술 후 영상 진단 시 금속 임플란트의 간섭을 피할 수 있습니다. CNC 가공은 진공 흡착 고정 장치(위치 정확도 ≤±2μm)를 사용하고 마이크로 절단(절단 깊이 ≤0.05mm)은 재료의 열 변형을 제어하여 융합 장치의 추간 피팅 정확도를 보장합니다.

- PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌): 주사기 피스톤 및 튜브 씰에 사용됩니다. CNC 터닝 중에 표면 정확도 Ra≤0.2μm를 달성하려면 이송 속도를 0.01-0.03mm/rev로 줄여 약물 잔류물과 밀기 저항을 줄여야 합니다.