L'aluminium dans le secteur des technologies médicales
Pour les applications sensibles et hautement spécifiques de la technique médicale, thyssenkrupp Materials Suisse tient à disposition un assortiment de haute qualité de plaques coulées en aluminium fraisé. Les qualités PCR 210, PCP 250® (Precision Cast Plate) et PCP 250® ELOX PLUS, développées à partir de l'alliage EN AW-5083, répondent aux exigences les plus diverses du secteur Medtech. L'utilisation de ces qualités contribue de manière déterminante à augmenter l'efficacité des appareils médicaux lors de mesures thérapeutiques aiguës et dans le domaine de la prévention. Les plaques en aluminium coulé sont fabriquées par Gleich GmbH à Kaltenkirchen.
Avantages techniques, économies de coûts et durabilité
Comme dans presque tous les autres secteurs industriels, l'utilisation de produits semi-finis en aluminium dans la technique médicale apporte des avantages significatifs et permet à de nombreux produits de bénéficier d'un avantage technique innovant. Les économies de coûts lors de la fabrication des composants grâce à des temps d'usinage plus courts et la durabilité élevée grâce à la bonne recyclabilité de l'aluminium s'y ajoutent dans la technique médicale. Mais tous les produits semi-finis en aluminium ne peuvent pas répondre aux exigences extrêmement élevées de la technique médicale. Il faut tout d'abord vérifier la conformité de l'alliage utilisé avec les normes et directives en vigueur. Pour une première classification, on se réfère généralement en Europe à la norme DIN EN 602 (Composition chimique des produits semi-finis destinés à la fabrication de produits entrant en contact avec des denrées alimentaires) ou aux normes américaines selon ANSI/NSF 51 (American National Standards Institute/National Sanitation Foundation 51 = Food Equipment Materials), parfois aussi à la FDA américaine (Food and Drug Administration). Une autre présélection est déterminée par la résistance à la corrosion, car celle-ci a également une grande influence sur les réactions du métal au contact des produits de nettoyage et de désinfection. Ici, on évalue souvent la résistance d'une surface non traitée et d'une surface anodisée. Les classes de résistance à la corrosion applicables à l'acier servent souvent de base. Mais les matériaux utilisés doivent également répondre à d'autres exigences qui, selon l'application, sont nécessaires individuellement ou en ensemble.
Pièces de haute qualité en aluminium coulé PCP 250® pour les produits médicaux
.Des robots prennent en charge l'équipement des machines d'usinage chez Gleich GmbH
.Les pièces présentent souvent un usinage unilatéral ou des taux d'usinage extrêmes >85%. En tant que seul fabricant au monde de plaques en fonte d'aluminium , Gleich propose un traitement thermique à lingot unique dans des fours spéciaux chauffés électriquement . C'est un garant de "l'unique homogénéité et faible tension" de tous les produits de fonte G.AL. Pour des taux d'enlèvement de copeaux aussi élevés, la qualité PCR 210 est recommandée. Une déformation de la pièce pendant ou après l'enlèvement de copeaux est ainsi quasiment exclue.
L'usinage/l'usinabilité
Cette dernière est essentiellement déterminée par une structure homogène, l'isotropie du matériau, un degré de dureté (Brinell) élevé ainsi que par une évolution régulière de la dureté sur la section transversale du matériau. Les éléments d'alliage Mn et Mg déterminants pour la résistance et la dureté, fortement limités vers le bas par rapport à la norme DIN EN 573-3, garantissent, en combinaison avec un traitement thermique identique, des propriétés d'usinage idéales pour tous les produits de fonte G.AL.
.PCP 250® ELOX PLUS répond aux exigences optiques les plus élevées après l'anodisation
.Les exigences optiques après anodisation
L'aspect visuel après anodisation est un sujet "brûlant" dans de nombreuses branches, notamment dans la technique médicale. Selon Gleich, les plaques coulées classiques ne peuvent, au mieux, répondre que partiellement à de telles exigences. Selon Gleich, cette lacune a été "entièrement" comblée par la plaque coulée PCP 250® ELOX PLUS, spécialement développée pour de telles applications. Sous réserve de l'hygiène obligatoire du processus, d'une manipulation correcte et de paramètres de processus appropriés pendant l'usinage et le processus d'anodisation, les composants en PCP 250® ELOX PLUS répondent à toutes les attentes en matière d'optique.
Un manque de porosité important
Un manque de porosité est important lorsque les pièces doivent présenter une surface polie ou être peintes. Chaque micropore peut perturber le résultat de manière significative ou même entraîner le rejet complet de la pièce. Tout matériau conventionnel présente une microporosité, même minime. Pour les matériaux conventionnels, il est technologiquement impossible de l'éviter. Le matériau de base des produits G.AL, appelé lingot, est coulé dans des coquilles spéciales par des fonderies sous contrat certifiées, conformément aux paramètres de la norme d'usine Gleich.
Il en résulte des lingots à grain extrêmement fin, avec des précipités très fins et une microporosité extrêmement faible.
Aptitude au vide/absence de pores
Pour certaines applications, une faible porosité ne suffit plus, il faut garantir une absence de pores. En particulier dans la technique du vide poussé, les matériaux conventionnels en Al, qu'il s'agisse de plaques coulées en Al ou de plaques laminées en Al, ne sont souvent pas envisageables. Souvent, on ne tient pas non plus compte du fait que les plaques laminées en Al peuvent présenter une microporosité à partir d'une épaisseur d'environ 40 mm en raison de l'alliage et de l'état ; à partir d'une épaisseur d'environ 60-80 mm, il faut toujours s'attendre à une porosité pour les plaques laminées. Gleich ajoute : "Si une absence totale de porosité est exigée, notre type de matériau G.AL C210 DYNAMIC représente une caractéristique unique au monde. La structure très compacte ne permet pas de diffusion, et encore moins de fuite, lors du test de fuite à l'hélium, même sous un vide de 10-12 mbar". Un autre aspect est le comportement au dégazage de G.AL C210 DYNAMIC : selon les clients, il correspond à celui de l'acier inoxydable. La perméabilité de G.AL C210 DYNAMIC présente une valeur de 1.000 après usinage, mesurée avec une sonde forestière (valeur de perméabilité du matériau brut 1,002).
La production des plaques d'aluminium coulé fabriquées par Gleich GmbH est en grande partie automatisée.
Revêtement à haute température
Divers revêtements de composants exigent que les composants soient soumis à des températures allant jusqu'à env. 400° C sans qu'il n'y ait de modifications structurelles nocives/destructrices oude pertes irréversibles de résistance du métal. A ce sujet, Gleich explique : "Les paramètres de fabrication spéciaux des G.AL en EN AW-5083 sont, en tant qu'alliages naturellement durs et grâce aux paramètres spéciaux de coulée et de traitement thermique , parfaitement équipés pour de telles températures de revêtement."
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