Aluminium in der Medizintechnik - wie Sie mit Präzisionsgussplatten Ihre Prozesse optimieren

Technische Vorteile, Kosteneinsparungen und Nachhaltigkeit

Wie in nahezu allen anderen Industriebereichen auch bringt die Verwendung von Aluminium-Halbzeugen in der Medizintechnik signifikante Vorteile und verhilft vielen Produkten zu einem innovativen technischen Vorteil. Kosteneinsparungen bei der Herstellung der Bauteile durch kürzere Bearbeitungszeiten und die hohe Nachhaltigkeit dank guter Recyclingfähigkeit von Aluminium kommen in der Medizintechnik noch dazu. Doch nicht jedes Aluminium-Halbzeug kann den extrem hohen Ansprüchen der Medizintechnik gerecht werden. Zunächst muss die verwendete Legierung auf Konformität mit einschlägigen Normen und Richtlinien geprüft werden. Für eine erste Klassifizierung wird in Europa meistens die DIN EN 602 (Chemische Zusammensetzung von Halbzeug für die Herstellung von Erzeugnissen, die in Kontakt mit Lebensmitteln kommen) oder auch die US-Standards gemäß ANSI/NSF 51 (American National Standards Institute/National Sanitation Foundation 51 = Food Equipment Materials) herangezogen, gelegentlich auch die US-FDA (Food and Drug Administration). Eine weitere Vorauswahl wird durch die Korrosionsbeständigkeit bestimmt, da diese auch einen grossen Einfluss auf die Reaktionen des Metalls im Kontakt mit Reinigungs- und Desinfektionsmitteln hat. Hier wird oftmals die Beständigkeit einer unbehandelten und einer anodisierten Oberfläche bewertet. Als Grundlage dienen häufig die für Stahl geltenden Korrosionsbeständigkeitsklassen. Die verwendeten Werkstoffe müssen aber auch noch anderen Forderungen gerecht werden, die, je nach Anwendung, einzeln oder im Paket, notwendig sind.

Zerspanen/Spanbarkeit

Diese wird wesentlich durch ein homogenes Gefüge, die Isotropie des Werkstoffes, einen hohen (Brinell-)Härtegrad sowie durch einen gleichmässigen Härteverlauf über den Materialquerschnitt bestimmt. Die im Vergleich zur Norm DIN EN 573-3 nach unten stark eingeschränkten massgeblichen festigkeits- und härtebildenden Legierungselemente Mn und Mg sorgen in Verbindung mit der Gleich Wärmebehandlung bei allen G.AL-Gussprodukten für ideale Zerspanungseigenschaften.

Wichtige Porenarmut

Porenarmut ist wichtig, wenn Bauteile eine polierte Oberfläche aufweisen müssen oder lackiert werden sollen. Jede Mikropore kann das Ergebnis signifikant stören oder gar zum vollständigen Verwerfen des Bauteils führen. Jeder konventionelle Werkstoff weist eine, wenn auch geringfügige, Mikroporosität auf. Bei konventionellen Werkstoffen ist dies technologisch nicht zu vermeiden. Das Ausgangsmaterial für G.AL-Produkte, sogenannte Walzbarren, wird in speziellen Kokillen von zertifizierten Vertragsgiessereien gemäss den Parametern der Gleich-Werksnorm gegossen.

Das Ergebnis sind extrem feinkörnige Barren mit feinsten Ausscheidungen und einer extrem geringen Mikroporosität.

Vakuumtauglichkeit/Porenfreiheit

Für bestimmte Anwendungen reicht eine Porenarmut nicht mehr aus, eine Porenfreiheit muss gewährleistet sein. Insbesondere in der Hochvakuumtechnik kommen konventionelle Al-Werkstoffe, sowohl Al-Guss-, als auch Al-Walzplatten, häufig nicht in Betracht. Oft wird auch nicht bedacht, dass Al-Walzplatten legierungs- und zustandsbedingt ab einer Dicke von ca. 40 mm Mikroporosität aufweisen können; ab einer Dicke von ca. 60-80 mm muss bei Walzplatten grundsätzlich immer mit Porosität gerechnet werden. Gleich dazu: „Wird eine absolute Porenfreiheit gefordert, stellt unser Werkstofftyp G.AL C210 DYNAMIC ein weltweites Alleinstellungsmerkmal dar. Das hochkompakte Gefüge lässt im Heliumlecktest selbst bei einem Vakuum von 10-12 mbar keine Diffusion, geschweige denn eine Leckage zu.“ Ein weiterer Aspekt ist das Ausgasungsverhalten von G.AL C210 DYNAMIC: Es entspricht nach Kundenaussage dem von Edelstahl. Die Permeabilität von G.AL C210 DYNAMIC weist nach der Zerspanung einen Wert von 1.000 auf, gemessen mit Förstersonde (Permwert Rohmaterial 1,002).