Keramik in der Medizintechnik
Anwendungsbereiche und Fertigungsmethoden
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Sowohl in der Zahnmedizin, für Endoprothesen als auch als zur Beschichtung von chirurgischen Instrumenten hat sich Keramik in der Medizintechnik bereits als Werkstoff etabliert. Gegenüber Metallen und Kunststoffen sind keramische Komponenten inzwischen für einige medizinische Anforderungen bevorzugt im Einsatz. Lesen Sie hier, welche Möglichkeiten Keramik bezüglich Material-Eigenschaften und modernster Verarbeitungsoptionen eröffnet.
Inwiefern eignen sich keramische Werkstoffe für medizintechnische Anwendungen?
Hochleistungskeramik zeichnet sich allgemein durch eine Vielzahl bemerkenswerter Eigenschaften aus. Je nach gewähltem keramischen Werkstoff unterscheiden sich diese spezifisch. Für die Medizin bzw. Medizintechnik sind unter anderem die folgenden Kriterien entscheidend, wenn zur Wahl steht, ein Bauteil aus technischer Keramik zu fertigen:
- Abriebs- bzw. Verschleiß-Festigkeit
- hohe Kratz- , Bruch- bzw. Biege-Festigkeit
- Beschaffenheiten bzgl. Dichte (Porosität)
- thermische Leitfähigkeit
- hochtemperaturfest
- isolierende Eigenschaften
- elektrische Leitfähigkeit
- mögliche Biokompatibilität keramischer Werkstoffe (da chemisch inert)
- gute Reinigungsfähigkeit, sterilisierbar
- Korrosionsbeständigkeit
- chemisch resistent
Ob für die Chirurgie, Diagnostik oder medizinische Sensorik: Je nach konkretem Anwendungsfall können verschiedenste Eigenschaften gefordert sein und sich gegenüber Metallen oder Kunststoffen als ausschlaggebender Vorteil erweisen. Die Anwendung kann auch bestimmen, welche Fertigungsmethode gefragt ist.
Vielfältige Fertigungs-Verfahren für keramische Komponenten
Damit Keramik-Bauteile in der Medizintechnik erfolgreich und verlässlich eingesetzt werden können, müssen die einzelnen Komponenten von spezialisierten Partnern strengstens nach Vorgabe gefertigt werden. Gängige technologische Verfahren zur Keramik-Bearbeitung & Fertigung sind:
- keramische Beschichtung von Geräte-Bauteilen mit Pulver
- additive Fertigung mit Keramik-Werkstoffen z. B. via 3D-Druck oder Mikrospritzgussverfahren
- subtraktive Keramik-Fertigung in Form von Fräsen, Zerspanen, Drehen mithilfe von CNC-Technologie
Während sich das 3D-Druck-Verfahren insbesondere für individuell zu fertigende Prothesen oder Implantate eignet, nimmt die subtraktive Fertigung von Keramiken für die Medizintechnik vornehmlich für Prototypen oder Kleinserien eine bedeutende Rolle ein.
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