化学エッチングは医療機器メーカーに利益をもたらしますか?

ブルーノ・リリー | 2021 年 10 月 15 日

医療業界では、たとえば外科用器具が故障なくスムーズに機能することを保証するために、精密金属部品に絶対的な最高水準が求められていることは明らかです。 医療用途で使用される金属部品には、耐食性、機械的強度特性、材料の生体適合性の組み合わせも必要です。 多くの場合、それらは複雑に設計された小さなツールでなければなりません。 このような高い品質と信頼性を確保できる金属製造方法がケミカルエッチングです。

この記事では、化学エッチングプロセスの主な利点のいくつかと、それが医療業界にどのように適用されるかを見ていきます。 利点のほとんどは、金属の固有の特性に影響を与えることなく、金属を細かく、正確で複雑なデザインに成形およびエッチングできる化学エッチング プロセスの性質そのものから得られます。 ここで化学エッチングを使用した製造技術が真価を発揮し、医療業界に多くのメリットをもたらします。

化学エッチングのおかげで、複雑で超精密、応力やバリのない生体適合性材料の小型コンポーネントを数日で製造することができます。 化学エッチングを使用すると、たとえば 25 μm の厚さを実現することもできます。 金属によっては、最小公差 12 μm で材料の厚さの 10% を化学的にエッチングできますが、要件によっては他の可能性もあるかもしれません。

精密ろ過および校正製品から、マイクロ流体工学や医療用埋め込み型製品に至るまで、広範囲にわたる実用的な用途が見出されます。 以下は、化学エッチングのおかげで製造できる製品のほんの一部のサンプルです。

金属を侵食するエッチング液を使用するプロセスのおかげで、わずか数日以内にプロトタイプの作成から大規模な生産に移行することができます。 これは、ステンシルを機械加工したり、板金の一部だけを加工したりする必要がなく、化学エッチングが部品全体に同時に作用するためです。 ステンシル/パターンのデザインはすべてコンピューター上で行われるため、最終製品に同意するまでプロトタイプを調整するのは簡単です。 繰り返しになりますが、化学エッチング製造法のまさにその性質により、医療業界では重要な、大規模でも再現可能な最高水準の品質を達成することができます。

ステンレス鋼は、ほぼすべての業界で使用されている最も一般的な合金の 1 つであり、カトラリーの引き出しにも必ず入っているでしょう。 これほど広く使用されているのには十分な理由があります。 クロムは耐食性と耐傷性を提供し、ニッケルは滑らかで磨かれた仕上げを提供し、モリブデンは硬度を向上させ、医療機器で使用される場合に鋭い刃先を維持するのに役立ちます。 Tecan では、ステンレス鋼が最も一般的に使用される金属の 1 つです。これはまさにこれらの大きな利点があるためです。

医療業界で使用されるもう 1 つの一般的な合金は、歯科および整形外科のインプラントでよく使用されるコバルト クロム ベースの合金です。 これらの材料は耐腐食性と耐摩耗性があり、優れた生体適合性を持ち、置き換えられる身体構造の特性を再現する特性を持っています。

どちらの合金も（チタンなどの他の合金と同様に）医療業界での使用に最適な特性を備えているため、医療機器にとって優れた選択肢となります。

前述したように、化学エッチングによりバリや応力のない最終製品が得られるため、後処理はほとんどまたはまったく必要ありません。 エッチング液は不要な材料のみを侵食するため、金属の構造を変化させる可能性のある、レーザーや機械スタンピングなどの高エネルギープロセスの結果として生じる金属の脆化や熱による歪みは発生しません。 エッチングプロセス中、金属は元の望ましい特性をすべて維持し、製造プロセスが完了した後に最終結果が残ります。

医療グレードのふるいの拡大図。