Hợp kim nhôm 7075 là một loại hợp kim nhôm có kẽm là nguyên tố hợp kim chính. Nó có các đặc tính cơ học tuyệt vời, thể hiện độ dẻo tốt, độ bền cao, độ dai và khả năng chống mỏi tốt. Do sự phân bố không đồng đều ở cấp độ vi mô, nó dễ bị giòn hơn nhiều loại hợp kim nhôm khác, nhưng khả năng chống ăn mòn của nó rõ ràng tốt hơn so với các hợp kim nhôm dòng 2000. Đây là một trong những loại hợp kim nhôm được sử dụng phổ biến nhất cho các ứng dụng kết cấu chịu ứng suất cao. Nó không chỉ được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không vũ trụ mà ngày nay còn trở thành lựa chọn phổ biến trong lĩnh vực robot y tế.
1. Tính chất của hợp kim nhôm 7075 dùng trong y tế
Hợp kim nhôm 7075 dùng trong y tế có độ bền cao, mật độ thấp, khả năng chống ăn mòn và hiệu suất gia công tốt. Đây là một trong những vật liệu hợp kim nhôm được sử dụng phổ biến trong các thiết bị y tế hiệu suất cao và các linh kiện y tế chính xác. Thành phần chính của hợp kim này là nhôm và chứa các nguyên tố hợp kim như kẽm, magie và đồng. Thông qua các quy trình xử lý nhiệt hợp lý, nó có thể đạt được độ bền kéo và độ bền chảy cao trong khi vẫn duy trì trọng lượng vật liệu tương đối nhẹ. Điều này mang lại những ưu điểm rõ rệt trong các ứng dụng đòi hỏi cao về độ bền và tính di động.
1.1 Độ bền cực cao
Ở trạng thái xử lý nhiệt T6, độ bền kéo của hợp kim nhôm 7075 có thể đạt tới 570MPa, và giới hạn chảy khoảng 503MPa. Giá trị này đã gần bằng hoặc thậm chí vượt qua một số loại thép (ví dụ như độ bền kéo của thép không gỉ 304, khoảng 515MPa), trong khi mật độ của nó chỉ bằng một phần ba so với thép (2.8g/cm³ so với 7.9g/cm³). Điều này có nghĩa là với cùng yêu cầu về độ bền, trọng lượng của các chi tiết làm từ 7075 chỉ bằng một phần ba so với các chi tiết làm từ thép.
1.2 Khả năng chống mỏi tuyệt vời
Các khớp nối và bộ phận truyền động của robot y tế phải chịu hàng triệu lần tải trọng lặp đi lặp lại trong quá trình sử dụng lâu dài. Độ bền mỏi của hợp kim nhôm 7075 vào khoảng 160MPa. Con số này cao hơn nhiều so với hợp kim nhôm 6061 (khoảng 95MPa). Nó có thể chống lại hiệu quả sự hình thành và lan truyền các vết nứt nhỏ do chuyển động lặp đi lặp lại gây ra. Dữ liệu nghiên cứu cho thấy giới hạn mỏi của hợp kim nhôm 7075 sau khi xử lý nhiệt tối ưu có thể được duy trì trong khoảng 150-170 MPa dưới tải trọng 10⁷ chu kỳ, đủ để đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về độ tin cậy lâu dài của robot phẫu thuật và hệ thống khung xương ngoài.
1.3 Độ cứng và khả năng chống mài mòn tốt
Hợp kim nhôm 7075 tôi T6 có độ cứng Brinell khoảng 150-180HBW. Sau khi anot hóa cứng, độ cứng bề mặt có thể tăng lên 400-600HV. Điều này cải thiện đáng kể khả năng chống trầy xước và chống mài mòn.
1.4. Hiệu suất tuyệt vời ở nhiệt độ thấp
Không giống như một số loại thép trải qua quá trình biến đổi giòn ở nhiệt độ thấp, độ bền của hợp kim nhôm 7075 thực sự tăng lên trong môi trường nhiệt độ thấp. Ở -196℃, độ bền kéo của nó có thể đạt trên 590MPa, khiến nó phù hợp cho các ứng dụng y tế liên quan đến liệu pháp lạnh.
1.5 So sánh hiệu suất
| Vật liệu | Độ bền kéo (MPa) | Mật độ (g / cm³) | Độ bền riêng (MPa·cm³/g) | Độ bền mỏi (MPa) |
| Hợp kim nhôm 7075-T6 | 570 | 2.80 | 204 | 160 |
| Hợp kim nhôm 6061-T6 | 310 | 2.70 | 115 | 95 |
| 304 thép không gỉ | 515 | 7.93 | 65 | 240 |
2. So sánh hợp kim nhôm 7075 dùng trong y tế với các vật liệu khác
2.1 7075 đấu 6061
6061 và 7075 là hai hợp kim nhôm được sử dụng phổ biến nhất trong lĩnh vực robot y tế. Sự khác biệt cốt lõi giữa chúng như sau:
2.1.1 Sức mạnh và sức mạnh cụ thể
Thép 7075-T6 có độ bền kéo là 570MPa. Con số này gấp khoảng 1.8 lần so với thép 6061-T6 (310MPa). Độ bền riêng của nó (204) gấp 1.8 lần so với thép 6061 (115). Với cùng trọng lượng, nó có thể chịu được tải trọng cao hơn. Điều này làm cho nó đặc biệt phù hợp cho các bộ phận kết cấu chịu tải yêu cầu trọng lượng cực nhẹ, chẳng hạn như vỏ khớp robot phẫu thuật và khung xương ngoài.
2.1.2 Hiệu suất gia công và hàn
Độ cứng và độ bền của hợp kim 6061 tương đối thấp, nhưng khả năng gia công tốt hơn so với 7075, đồng thời độ mài mòn dụng cụ cũng ít hơn. 6061 có khả năng hàn tốt và độ bền có thể được phục hồi sau khi xử lý nhiệt sau khi hàn. Tuy nhiên, do hàm lượng kẽm cao, 7075 dễ bị nứt sau khi hàn và thường được coi là không thể hàn được. Các phương pháp kết nối chính dựa vào bu lông hoặc tán đinh.
2.1.3 Chống ăn mòn
Khả năng chống ăn mòn của hợp kim 6061 vượt trội hơn so với 7075, và nó hoạt động ổn định hơn trong môi trường khử trùng y tế và điều kiện ẩm ướt. Khả năng chống ăn mòn của 7075 cần được tăng cường thông qua các phương pháp xử lý bề mặt như anod hóa.
2.1.4 Hướng dẫn lựa chọn ứng dụng
| Kịch bản lựa chọn | Vật liệu được đề xuất |
| Các bộ phận kết cấu có trọng lượng cực nhẹ, chịu tải cao. | 7075-T6 |
| Khung cần lắp ráp bằng phương pháp hàn. | 6061-T6 |
| Các bề mặt phức tạp, gia công khoang sâu | 6061-T6 |
| Tiếp xúc lâu dài với chất khử trùng | 6061 (sau khi anot hóa) |
2.2 7075 đấu 2024
Tương tự như hợp kim nhôm 7075, hợp kim nhôm 2024 cũng được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, đặc biệt là trong sản xuất cánh và thân máy bay. Đặc tính độ bền cao của nó làm cho nó rất phù hợp cho các ứng dụng này. Hợp kim nhôm 2024 thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu khả năng chống mỏi cao, trong khi hợp kim nhôm 7075 thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu khả năng chịu ứng suất/biến dạng cao.
Tính chất hàn của hai hợp kim này tương tự nhau. Có thể sử dụng hàn điểm hoặc hàn chớp, nhưng không nên sử dụng hàn hồ quang và hàn khí. Khả năng gia công của chúng cũng tương tự. Khả năng gia công của 2024 tốt hơn một chút, trong khi khả năng chống ăn mòn của 7075 tốt hơn một chút.
3. Ứng dụng vật liệu 7075 trong robot y tế
3.1 Các thành phần cấu tạo của robot phẫu thuật
Robot phẫu thuật có yêu cầu cực kỳ cao về độ chính xác và độ ổn định của cánh tay cơ khí. Đồng thời, chúng cần tích hợp nhiều bộ điều khiển và cảm biến trong một không gian hạn chế, đặt ra thách thức kép đối với trọng lượng nhẹ và độ cứng của các bộ phận cấu trúc.
Ứng dụng thực tế: Vỏ khớp nối của cánh tay robot, đế gắn bộ giảm tốc và giá đỡ đầu cuối của robot phẫu thuật nội soi thường sử dụng hợp kim nhôm 7075-T6. Độ bền kéo 570MPa của nó cho phép giảm độ dày thành của vỏ khớp nối xuống còn 2-3 mm, làm giảm đáng kể mômen quán tính trong khi vẫn đảm bảo độ cứng vững và nâng cao tốc độ phản hồi cũng như độ chính xác định vị của cánh tay robot.
Các yêu cầu chính: Độ đồng trục của lỗ lắp ổ bi không được vượt quá 0.01mm, độ phẳng của bề mặt lắp đặt không được vượt quá 0.02mm, và độ cứng bề mặt sau khi anot hóa cứng không được thấp hơn 400HV để chịu được quá trình khử trùng nhiều lần.
3.2 Hệ thống định vị và dẫn đường chỉnh hình
Các hệ thống định vị phẫu thuật chỉnh hình (như robot phẫu thuật cột sống và định vị thay khớp) yêu cầu khung định vị và thiết bị cố định bệnh nhân có độ cứng cao để đảm bảo độ chính xác của hướng dẫn trong quá trình phẫu thuật.
Ứng dụng thực tế: Khung định vị và giá đỡ bệnh nhân trong các thiết bị nội địa như robot chỉnh hình Dimensity được làm từ hợp kim nhôm 7075-T6. Thông qua tối ưu hóa cấu trúc, thiết kế nhẹ được實現, giảm trọng lượng của các bộ phận cấu trúc khoảng 34% trong khi vẫn đáp ứng các yêu cầu về độ bền.
Các yêu cầu chính: Độ ổn định lâu dài không bị biến dạng; vật liệu phải không nhiễm từ (phù hợp với các hệ thống tương thích với MRI), và lớp xử lý bề mặt phải chịu được việc lau chùi bằng chất khử trùng có chứa clo.
3.3 Khung xương ngoài hỗ trợ phục hồi chức năng
Khung xương hỗ trợ phục hồi chức năng là những thiết bị đeo điển hình, và trọng lượng của thiết bị ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ mệt mỏi và hiệu quả phục hồi chức năng của người sử dụng. Giảm trọng lượng là yêu cầu cốt lõi nhất trong lĩnh vực này.
Ứng dụng thực tế: Cánh tay đỡ đùi, thanh nối bắp chân và mô-đun khung chậu của bộ khung xương hỗ trợ phục hồi chức năng chi dưới được làm từ hợp kim nhôm 7075-T6, kết hợp độ bền cao và trọng lượng nhẹ. Kết hợp với thiết kế loại bỏ vật liệu dạng tổ ong và các lỗ giảm trọng lượng dạng cửa sổ, trọng lượng tổng thể của một số mẫu có thể được kiểm soát trong khoảng 8-12 kg.
Yêu cầu then chốt là việc kiểm soát biến dạng trong gia công thành mỏng là khó khăn chính. Cần phải tách biệt quá trình gia công thô và gia công tinh, chừa lại một lượng dung sai 0.2-0.5 mm để giải phóng ứng suất, và sử dụng các đồ gá đặc biệt như cốc hút chân không.
3.4 Các thành phần cấu trúc của thiết bị xạ trị
Trong các thiết bị xạ trị (như dao Gamma và hệ thống xạ trị proton), các bộ phận cấu trúc phải duy trì độ ổn định về kích thước trong môi trường bức xạ mạnh. Chúng cũng có những yêu cầu đặc biệt về từ tính vật liệu và độ đồng nhất về mật độ.
Ứng dụng thực tế: Một số hệ thống định vị bệnh nhân và giá đỡ bộ chuẩn trực sử dụng hợp kim nhôm 7075 thay vì thép. Điều này giúp giảm trọng lượng tổng thể của thiết bị. Nó cũng làm giảm sự tán xạ tia X, yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của điều trị.
Yêu cầu chính: Vật liệu phải vượt qua kiểm định độ ổn định kích thước trong môi trường bức xạ năng lượng cao. Xử lý bề mặt phải có khả năng chống lão hóa do bức xạ.
3.5 Những thách thức chính trong gia công các bộ phận robot y tế
Mặc dù hợp kim nhôm 7075 có hiệu suất tuyệt vời, nhưng nó vẫn gặp nhiều thách thức trong việc gia công các bộ phận robot y tế:
3.5.1 Kiểm soát biến dạng thành mỏng:
Các bộ phận của robot y tế thường có cấu trúc thành mỏng để giảm trọng lượng. Tuy nhiên, trong quá trình gia công hợp kim nhôm 7075, việc giải phóng ứng suất bên trong có thể gây ra hiện tượng cong vênh hoặc sai lệch khoảng cách giữa các lỗ. Các giải pháp bao gồm: áp dụng chiến lược loại bỏ dung sai đối xứng, để lão hóa tự nhiên trong 24 đến 48 giờ sau khi gia công thô, và sử dụng cốc hút chân không để phân tán lực kẹp trong quá trình gia công tinh.
3.5.2 Độ bền bề mặt:
Các bộ phận y tế có yêu cầu nghiêm ngặt về chất lượng bề mặt. Các thông số cắt không phù hợp có thể dẫn đến ứng suất kéo dư hoặc các vết nứt nhỏ trên bề mặt, ảnh hưởng đến tuổi thọ mỏi. Tốc độ cắt, tốc độ tiến dao và góc hình học của dụng cụ phải được kiểm soát chặt chẽ.
3.5.3 Độ ổn định về kích thước:
Hệ số giãn nở nhiệt của hợp kim nhôm 7075 (23.6×10⁻⁶/°C) cao hơn so với thép. Trong môi trường có sự biến đổi nhiệt độ đáng kể, cần xem xét việc bù trừ kích thước, hoặc tiến hành gia công tinh trong điều kiện xưởng có nhiệt độ ổn định.
3.6 Xu hướng và triển vọng ngành:
Khi robot y tế ngày càng trở nên nhẹ hơn, nhỏ hơn và thông minh hơn, ứng dụng của hợp kim nhôm 7075 đang được mở rộng từ các bộ phận cấu trúc sang nhiều lĩnh vực khác. Các xu hướng tương lai bao gồm:
- Vật liệu thay thế tổng hợp: Phát triển vật liệu composite 7075 gia cường bằng sợi carbon. Điều này được kỳ vọng sẽ cải thiện hơn nữa độ bền riêng và khả năng chống mỏi.
- Sản xuất phụ gia: Sự hoàn thiện của công nghệ in 3D hợp kim nhôm 7075. Điều này sẽ cho phép tạo ra các cấu trúc tối ưu hóa hình học phức tạp hơn và các thiết bị cấy ghép tùy chỉnh.
- Chức năng hóa bề mặt: Thông qua quá trình oxy hóa vi cung, xử lý bề mặt bằng laser và các công nghệ khác, bề mặt hợp kim 7075 có thể được trang bị các chức năng sinh học kháng khuẩn và chống đông máu.
4. Các quy trình gia công vật liệu 7075 trong robot y tế
Hợp kim nhôm 7075 được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các bộ phận robot y tế. Đặc tính độ bền cao và trọng lượng nhẹ khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho vỏ khớp robot phẫu thuật, khung xương ngoài phục hồi chức năng và các bộ phận cấu trúc định vị chỉnh hình. Để gia công vật liệu 7075 với độ chính xác cao, bốn quy trình sau đây là các phương pháp cốt lõi:
4.1 Phay CNC
Gia công phay CNC là phương pháp gia công quan trọng nhất đối với các chi tiết hợp kim nhôm 7075, phù hợp với các cấu kiện kết cấu phức tạp như vỏ khớp nối, giá đỡ cảm biến và các bộ phận kết nối khung. Độ bền cao của 7075 đồng nghĩa với lực cắt tương đối lớn, do đó cần lựa chọn máy công cụ có độ cứng cao và dao cắt hợp kim cứng sắc bén. Trong quá trình phay, cần sử dụng tốc độ tiến dao lớn ở giai đoạn gia công thô để nhanh chóng loại bỏ lượng dư, nhưng cần kiểm soát nhiệt độ cắt để tránh mòn dao. Ở giai đoạn gia công tinh, chất lượng bề mặt được đảm bảo bằng cách áp dụng chiến lược chiều sâu cắt thấp và tốc độ quay cao, và độ nhám của bề mặt lắp ráp chính có thể đạt Ra 0.8-1.6μm. Đối với vỏ thành mỏng, cần áp dụng chiến lược dập đối xứng để tránh biến dạng phôi, và ứng suất bên trong cần được giải phóng dần dần thông qua nhiều quá trình bán tinh.
4.2 Gia công liên kết đa trục
Vỏ khớp nối và giá đỡ đầu cuối của robot y tế thường có bề mặt cong phức tạp và các đặc điểm không đều, đòi hỏi phải sử dụng các trung tâm gia công liên kết 4 trục hoặc 5 trục để hoàn thành gia công đa bề mặt trong một lần kẹp. Gia công 5 trục có thể loại bỏ các sai số tích lũy do nhiều lần lật trong gia công 3 trục truyền thống, đảm bảo tính đồng trục của lỗ ổ trục và độ chính xác vị trí của bề mặt lắp đặt. Khi thực hiện gia công đa trục trên hợp kim nhôm 7075, cần chú ý tối ưu hóa đường chạy dao để tránh các vết rung trên bề mặt hoặc sứt mẻ dao do thay đổi hướng cắt đột ngột.
4.3 Khoan chính xác
Trong các bộ phận y tế có rất nhiều lỗ cần độ chính xác cao, được sử dụng để lắp đặt ổ bi, định vị cảm biến và kết nối ren. Việc khoan chính xác trên hợp kim 7075 đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ dung sai đường kính lỗ (thường là ±0.01mm) và độ nhám thành lỗ. Cần áp dụng các quy trình doa hoặc khoét để đảm bảo tính nhất quán của đường kính lỗ. Trong quá trình gia công lỗ sâu, nên sử dụng phương pháp khoan mồi kết hợp với tuần hoàn hút phoi và làm mát bên trong bằng áp suất cao để ngăn ngừa tắc nghẽn phoi và hư hại thành lỗ.
| Quy trình | Các điểm kiểm soát chính | Phạm vi dung sai |
| Phay CNC | Biến dạng thành mỏng, chất lượng bề mặt | ± 0.01-0.05mm |
| CNC Turning | Độ tròn, tính đồng tâm | ± 0.005mm |
| Gia Công Đa Trục | Độ chính xác vị trí, chất lượng bề mặt | ± 0.01mm |
| Khoan chính xác | Độ đồng nhất đường kính lỗ, độ nhám | ± 0.01mm |
5. Xử lý hậu kỳ vật liệu 7075 trong robot y tế
Sau khi gia công CNC, các chi tiết hợp kim nhôm 7075 thường cần một loạt các bước xử lý sau gia công. Những bước này giúp cải thiện khả năng chống ăn mòn, chống mài mòn, chất lượng bề mặt và khả năng tương thích sinh học. Điều này đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của robot y tế về độ tin cậy lâu dài và an toàn khi tiếp xúc với con người.
5.1 Anốt hóa cứng
Anốt hóa cứng là phương pháp xử lý sau phổ biến và quan trọng nhất đối với các bộ phận y tế làm từ hợp kim 7075.
Nguyên tắc quy trình:
Bộ phận này được sử dụng làm cực dương và trải qua quá trình oxy hóa điện phân trong dung dịch điện phân axit sulfuric để tạo thành một lớp màng gốm dày đặc gồm oxit nhôm (Al₂O₃) trên bề mặt.
Các thông số quan trọng:
- Độ dày màng oxit: > 15 μm (tiêu chuẩn cho các bộ phận cấu trúc y tế), và có thể đạt 40-60 μm ở các khu vực chịu mài mòn cường độ cao.
- Độ cứng bề mặt: Có thể đạt 400-600HV, cao hơn nhiều so với chất nền (khoảng 150HBW).
- Khả năng chống ăn mòn: Thử nghiệm phun muối có thể kéo dài hơn 500 giờ mà không có dấu hiệu ăn mòn rõ rệt.
Giá trị của robot y tế:
- Tăng cường đáng kể khả năng chống mài mòn của vỏ khớp và bề mặt khung, chịu được sự mài mòn của hàng triệu chuyển động.
- Chống lại sự ăn mòn hóa học của các chất khử trùng phòng mổ (chất khử trùng chứa clo, cồn, hydro peroxide)
- Cấu trúc xốp của lớp màng oxit có thể đóng vai trò là lớp nền tốt cho sơn hoặc lớp phủ bôi trơn.
Lưu ý: Quá trình anot hóa cứng sẽ làm tăng nhẹ kích thước của các chi tiết (khoảng 50% độ dày lớp màng tăng ra bên ngoài và 50% thấm vào bên trong). Đối với các bề mặt tiếp xúc chính xác, cần chừa lại dung sai gia công từ 0.02 đến 0.05 mm.
5.2 Quá trình oxy hóa vi hồ quang (MAO)
Quá trình oxy hóa vi cung là một công nghệ xử lý bề mặt tiên tiến hơn so với anot hóa cứng, và việc ứng dụng nó trên các bộ phận y tế làm từ hợp kim 7075 đang dần tăng lên.
Các tính năng của quy trình:
- Lớp màng oxit có thể đạt độ dày 100-200μm, gấp 2-4 lần so với quá trình anot hóa cứng.
- Độ cứng bề mặt có thể đạt 1500-2000HV, gần bằng độ cứng của gốm sứ.
- Lớp màng oxit được liên kết về mặt luyện kim với chất nền, có độ bền liên kết cực cao và rất khó bong tróc.
Ứng dụng y tế:
- Vỏ ổ trục và chốt định vị có yêu cầu về khả năng chống mài mòn cực cao.
- Các bộ phận cấu trúc lộ ra ngoài cần chịu được quá trình khử trùng và làm sạch cơ học lặp đi lặp lại.
- Nó có thể được sử dụng như một chất mang cho các lớp phủ kháng khuẩn (oxy hóa vi hồ quang chứa bạc), giúp bề mặt có chức năng kháng khuẩn hoạt tính.
Hạn chế: Bề mặt tương đối thô ráp sau quá trình oxy hóa vi cung (Ra 1.0-2.0μm), và cần phải đánh giá xem có cần mài mịn hoặc đánh bóng tiếp theo hay không dựa trên chức năng của chi tiết.
5.3 Đánh bóng hóa học và đánh bóng điện hóa
Đối với các bộ phận 7075 tiếp xúc trực tiếp với da hoặc mô mềm của con người, độ nhẵn bề mặt ảnh hưởng trực tiếp đến sự thoải mái khi đeo và sự tiện lợi khi vệ sinh.
So sánh quy trình:
| Quy trình | Nguyên tắc | Hiệu ứng bề mặt | Ứng dụng y tế |
| Đánh bóng bằng hóa chất | Dung dịch hóa chất hòa tan các phần nhô ra nhỏ trên bề mặt. | Ra có thể đạt 0.2-0.4μm. | Các bề mặt bên trong của bộ xương ngoài tiếp xúc với da |
| Electropolishing | Hòa tan điện hóa, loại bỏ lớp bị ảnh hưởng bởi quá trình gia công. | Ra có thể đạt 0.05-0.1μm. | Tay cầm dụng cụ phẫu thuật, vỏ cảm biến |
Giá trị của robot y tế:
- Loại bỏ các vết gia công và gờ nhỏ. Giảm các điểm bám dính của vi khuẩn.
- Giảm ma sát da. Tăng sự thoải mái khi đeo.
- Quá trình điện phân đánh bóng loại bỏ các lớp ứng suất dư và các vết nứt siêu nhỏ do cắt gọt gây ra. Cải thiện tuổi thọ mỏi.
5.4 Xử lý thụ động hóa và bịt kín
Các phương pháp xử lý thụ động hóa và bịt kín là những quy trình bổ sung cần thiết sau quá trình anot hóa hoặc oxy hóa vi hồ quang.
Xử lý bịt kín: Bịt kín bằng nước nóng, hơi nước hoặc muối niken/cobalt sẽ lấp đầy các lỗ nhỏ li ti trên lớp màng oxit, giúp tăng cường khả năng chống ăn mòn và ngăn ngừa sự đổi màu. Các bộ phận y tế thường sử dụng phương pháp bịt kín bằng nước nóng hoặc hơi nước để tránh các rủi ro về khả năng tương thích sinh học do cặn muối kim loại nặng gây ra.
Xử lý thụ động hóa: Quá trình thụ động hóa hóa học được thực hiện trên các bề mặt không bị oxy hóa của hợp kim 7075 (như các bề mặt tiếp xúc chính xác và các lỗ ren) để tạo thành một lớp màng thụ động mỏng, dày đặc, ngăn ngừa ăn mòn tiếp xúc.
5.5 Lớp phủ
| Loại sơn | Chức năng | Ứng dụng tiêu biểu |
| Lớp phủ PTFE | Giảm ma sát, tự bôi trơn | Các bề mặt trượt khớp |
| lớp phủ DLC | Độ cứng cực cao, ma sát thấp | Các bề mặt tiếp xúc chuyển động có độ chính xác cao |
| Lớp phủ kháng khuẩn chứa bạc | Diệt khuẩn hiệu quả trên bề mặt. | Tay cầm thiết bị phục hồi chức năng, bề mặt tiếp xúc |
| Lớp phủ polyurethane đạt tiêu chuẩn y tế | Cải thiện cảm giác xúc giác, cách điện | bề mặt ngoài của phần cầm tay |
Bản thân vật liệu 7075 không có đặc tính kháng khuẩn. Trong các trường hợp cần kháng khuẩn chủ động hoặc chức năng hóa bề mặt, cần phải sử dụng lớp phủ.
Yêu cầu y tế: Tất cả các lớp phủ phải vượt qua thử nghiệm tương thích sinh học theo tiêu chuẩn ISO 10993. Điều này đảm bảo không phát thải các chất gây độc tế bào.
5.6 Kiểm tra và xác minh chất lượng
Sau quá trình xử lý hậu kỳ, các linh kiện y tế 7075 phải trải qua các bài kiểm tra sau đây trước khi rời nhà máy:
5.6.1 Kiểm tra chất lượng lớp phủ
Đo độ dày màng oxit:
Độ dày lớp màng oxit được đo bằng phương pháp dòng điện xoáy hoặc phương pháp luyện kim để đảm bảo nó lớn hơn 15 μm.
Kiểm tra độ cứng:
Kiểm tra độ cứng Micro-Vickers để đo độ cứng bề mặt.
Kiểm tra độ bám dính:
Thử nghiệm cắt ngang hoặc thử nghiệm rơi để kiểm tra độ bám dính của lớp phủ.
5.6.2 Kiểm tra khả năng chống ăn mòn
Thử nghiệm phun muối:
Nhìn chung, không được có hiện tượng ăn mòn rõ rệt trong vòng ≥168 giờ (theo tiêu chuẩn ASTM B117).
Kiểm tra chu kỳ khử trùng:
Mô phỏng quá trình khử trùng ở nhiệt độ và áp suất cao, cũng như ngâm trong dung dịch khử trùng hóa học để kiểm tra độ ổn định bề mặt.
5.6.3 Đo lại kích thước
Quá trình xử lý hậu kỳ có thể ảnh hưởng nhẹ đến kích thước.
Các bề mặt tiếp xúc chính phải được đo lại bằng máy đo tọa độ CMM.
5.6.4 Đo lại kích thước
Quá trình xử lý hậu kỳ có thể ảnh hưởng nhẹ đến kích thước. Các bề mặt tiếp xúc chính phải được đo lại bằng máy đo tọa độ.
Trước khi lắp ráp, hãy đảm bảo rằng các thay đổi về kích thước nằm trong phạm vi dung sai.
6Tại sao bạn nên chọn NOBLE?r y khoa các bộ phận nhà chế tạo?
NOBLE là một công ty gia công kim loại được chứng nhận với hơn 12 năm kinh nghiệm trong sản xuất các linh kiện kim loại chất lượng cao.
Từ các cơ sở của chúng tôi tại Thâm Quyến, Trung Quốc, chúng tôi cung cấp dịch vụ gia công kim loại tấm và các linh kiện cơ khí chính xác cho ngành công nghiệp ô tô, robot và y tế. Từ năm 2012, chúng tôi đã là đối tác đáng tin cậy cho các nhà sản xuất linh kiện cho xe công nghiệp và phụ tùng robot, cung cấp quy trình sản xuất hoàn chỉnh từ khâu gia công ban đầu đến thành phẩm cuối cùng.
Điều làm nên sự khác biệt của chúng tôi là sự tập trung vào đổi mới công nghệ và cải tiến liên tục. Bằng cách kết hợp tự động hóa tiên tiến với tay nghề chuyên nghiệp, chúng tôi đảm bảo mọi linh kiện đều đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng nghiêm ngặt. Các cơ sở sản xuất của chúng tôi được chứng nhận theo tiêu chuẩn ISO 9001 và ISO 13485, khẳng định cam kết của chúng tôi về quản lý chất lượng, trách nhiệm môi trường và an toàn lao động.
Điều này mang đến cho các công ty như của bạn một đối tác đáng tin cậy về linh kiện chất lượng cao, độ chính xác tuyệt đối, khả năng truy xuất nguồn gốc đầy đủ và tuân thủ hoàn toàn các tiêu chuẩn quốc tế. Từ các sản phẩm gia công kim loại tấm phức tạp đến các linh kiện cơ khí cho các ứng dụng đòi hỏi cao, đội ngũ của chúng tôi được trang bị đầy đủ để đáp ứng mục tiêu sản xuất của bạn.
F&Q
1. tốt nhất là gì hợp kim nhôm cho gia công CNC?
Nhôm 6082 là loại có độ bền cao nhất trong dòng 6000 và nhìn chung là một hợp kim thương mại có độ bền trung bình. Ở dạng tấm, nó đã trở thành loại hợp kim nhôm được gia công CNC rộng rãi nhất do chi phí thấp và khả năng gia công tốt, với hiệu suất cao dễ dàng đạt được.
2. Hợp kim nhôm 7075 có những ứng dụng nào?
Hợp kim 7075 còn được gọi là hợp kim "dùng trong ngành hàng không" vì nó là một trong những hợp kim nhôm có độ bền cao nhất trên thị trường. Nó được sử dụng cho tàu vũ trụ, máy bay, tên lửa và các ứng dụng quốc phòng khác.
3. Nhôm 7075 có khó gia công hơn nhôm 6061 không?
Đúng vậy. Thép 7075 gia công tốt, nhưng độ bền cao hơn của nó có thể làm tăng độ mài mòn dụng cụ so với thép 6061.
4. Có thể hàn nhôm 7075 không?
Hợp kim 7075 thường không được khuyến cáo sử dụng để hàn vì quá trình hàn có thể làm giảm các tính chất cơ học và tăng nguy cơ nứt.
5. Tại sao hợp kim nhôm 7075 được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực thiết bị y tế hiện nay?
Hợp kim nhôm 7075 có độ bền riêng vượt trội, kết hợp giữa độ bền cao và trọng lượng nhẹ. Nó hỗ trợ gia công CNC chính xác và chịu được quá trình khử trùng nhiều lần sau khi xử lý bề mặt, được sử dụng rộng rãi cho các cấu trúc chịu tải cao của robot và thiết bị y tế.
