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- Eine mikrostrukturell aufgebaute Direktmetallisierung eröffnet völlig neue Anwendungsgebiete für Aluminium in der Medizintechnik
- Sie verleiht Aluminiumbauteilen die Oberflächeneigenschaften von Edelstahl
Aluminium als alternatives Grundmaterial zu Edelstahl gewinnt in medizintechnischen Produkten rasch an Bedeutung. Die Oberflächen werden dabei meist über Anodisierungen oder Eloxierverfahren gegen Verschleiß und Korrosion geschützt. Bei diesen Prozessen wird über anodischen Strom eine Oxidschicht aus dem Aluminiummaterial aufgebracht. Während dekorative Anforderungen so erreicht werden können, bestehen die eloxierten Oberflächen jedoch nicht die harten Reinigungsschritte in medizinischen Anwendungen. Dies liegt an den stark alkalischen Reinigungsmedien, welche bei der medizinischen Oberflächenreinigung als Standard eingesetzt werden. Während der Reinigung findet deshalb ein korrosiver Angriff über die gesamte Bauteilfläche statt, worunter nicht nur die Langlebigkeit, sondern auch das dekorative Aussehen der Bauteile stark leidet. Zusätzlich ist der Verschleißschutz bei eloxiertem Aluminium zwar ausreichend, aber keineswegs hervorragend. Mit fortschreitenden Reinigungszyklen und dem damit verbundenen Oberflächenangriff durch die Reinigungsmedien sinkt der Verschleißschutz ebenfalls weiter ab.
Neuartige Beschichtungsmethode
Eine neuartige Beschichtungsmethode schafft hier Abhilfe. Das patentierte elektrochemische RAMPART-Verfahren ersetzt die Aluminiumoxidschichten durch eine mikrostrukturell aufgebaute Direktmetallisierung ähnlich einer Galvanisierung. Erreicht durch genau auf die jeweilige Aluminiumlegierung abgestimmte Vorbehandlung, ist die Haftung dieser Schicht Grundgarant für ein langes Bauteilleben. Über den Einsatz moderner Pulse-Plating-Technologie kann der große Nachteil galvanischer Schichten, eine ungleichmäßige Schichtverteilung bei komplexen Geometrien, wettgemacht werden. Fest haftende, gleichmäßige metallische Beschichtungen mit den Oberflächeneigenschaften von Edelstahl sind das Ergebnis. Ein Überstehen der Reinigungszyklen ist somit trotz der geringen Dicke der aufgebrachten Schichten – ebenso wie bei reinen Edelstahlbauteilen – kein Problem mehr. Mechanische Stabilität und hohe Verschleißfestigkeit sind zusätzliche, nützliche Nebeneffekte. Die Oberflächen bleiben dabei laserbeschriftbar. Ausgedehnte Testserien mit namhaften Herstellern von medizintechnischen Produkten haben dies bestätigt. Als Aluminiumbasismaterial dienten AlMgSi1 (3.2315)-Legierungen. Für die Tests wurden eloxierte Standardbauteile sowie direkt metallisierte Bauteile nach 100 Zyklen alkalischer Reinigung bei einem pH-Wert von 10 bis 11 einer Dampfsterilisation (134 °C, 18 min) mit 1.000 Zyklen und einer Wasserstoffperoxidplasma-Sterilisation (STERRAD NX) mit 100 Zyklen unterzogen. Ziel war eine unverändert dekorative Oberfläche bei Wahrung der vollen Funktionalität. Sind anodisierte oder eloxierte Aluminiumbau- teile bereits nach 20 Zyklen matt und sichtbar angegriffen, so bestehen die nach dem neuen Verfahren direkt metallisierten Bauteile unbeeinträchtigt die kompletten 1.000 Zyklen der Testserie. Haptik und Verschleißschutz bleiben ebenso unverändert. Die Beschichtung ist somit für die Dampfsterilisation geeignet. Durch eine über moderne elektrochemische Pulsverfahren aufgebrachte Direktmetallisierung ist es erstmals gelungen, Aluminiumbauteile effektiv vor den Belastungen medizinischer Reinigungen zu schützen. Das patentierte Verfahren verleiht Aluminium die Oberflächeneigenschaften von Edelstahl und verbindet so die Vorteile einer Leichtbauweise mit höchstem Oberflächenschutz.
- Eine mikrostrukturell aufgebaute Direktmetallisierung eröffnet völlig neue Anwendungsgebiete für Aluminium in der Medizintechnik
- Sie verleiht Aluminiumbauteilen die Oberflächeneigenschaften von Edelstahl
Aluminium als alternatives Grundmaterial zu Edelstahl gewinnt in medizintechnischen Produkten rasch an Bedeutung. Die Oberflächen werden dabei meist über Anodisierungen oder Eloxierverfahren gegen Verschleiß und Korrosion geschützt. Bei diesen Prozessen wird über anodischen Strom eine Oxidschicht aus dem Aluminiummaterial aufgebracht. Während dekorative Anforderungen so erreicht werden können, bestehen die eloxierten Oberflächen jedoch nicht die harten Reinigungsschritte in medizinischen Anwendungen. Dies liegt an den stark alkalischen Reinigungsmedien, welche bei der medizinischen Oberflächenreinigung als Standard eingesetzt werden. Während der Reinigung findet deshalb ein korrosiver Angriff über die gesamte Bauteilfläche statt, worunter nicht nur die Langlebigkeit, sondern auch das dekorative Aussehen der Bauteile stark leidet. Zusätzlich ist der Verschleißschutz bei eloxiertem Aluminium zwar ausreichend, aber keineswegs hervorragend. Mit fortschreitenden Reinigungszyklen und dem damit verbundenen Oberflächenangriff durch die Reinigungsmedien sinkt der Verschleißschutz ebenfalls weiter ab.
Neuartige Beschichtungsmethode
Eine neuartige Beschichtungsmethode schafft hier Abhilfe. Das patentierte elektrochemische RAMPART-Verfahren ersetzt die Aluminiumoxidschichten durch eine mikrostrukturell aufgebaute Direktmetallisierung ähnlich einer Galvanisierung. Erreicht durch genau auf die jeweilige Aluminiumlegierung abgestimmte Vorbehandlung, ist die Haftung dieser Schicht Grundgarant für ein langes Bauteilleben. Über den Einsatz moderner Pulse-Plating-Technologie kann der große Nachteil galvanischer Schichten, eine ungleichmäßige Schichtverteilung bei komplexen Geometrien, wettgemacht werden. Fest haftende, gleichmäßige metallische Beschichtungen mit den Oberflächeneigenschaften von Edelstahl sind das Ergebnis. Ein Überstehen der Reinigungszyklen ist somit trotz der geringen Dicke der aufgebrachten Schichten – ebenso wie bei reinen Edelstahlbauteilen – kein Problem mehr. Mechanische Stabilität und hohe Verschleißfestigkeit sind zusätzliche, nützliche Nebeneffekte. Die Oberflächen bleiben dabei laserbeschriftbar. Ausgedehnte Testserien mit namhaften Herstellern von medizintechnischen Produkten haben dies bestätigt. Als Aluminiumbasismaterial dienten AlMgSi1 (3.2315)-Legierungen. Für die Tests wurden eloxierte Standardbauteile sowie direkt metallisierte Bauteile nach 100 Zyklen alkalischer Reinigung bei einem pH-Wert von 10 bis 11 einer Dampfsterilisation (134 °C, 18 min) mit 1.000 Zyklen und einer Wasserstoffperoxidplasma-Sterilisation (STERRAD NX) mit 100 Zyklen unterzogen. Ziel war eine unverändert dekorative Oberfläche bei Wahrung der vollen Funktionalität. Sind anodisierte oder eloxierte Aluminiumbau- teile bereits nach 20 Zyklen matt und sichtbar angegriffen, so bestehen die nach dem neuen Verfahren direkt metallisierten Bauteile unbeeinträchtigt die kompletten 1.000 Zyklen der Testserie. Haptik und Verschleißschutz bleiben ebenso unverändert. Die Beschichtung ist somit für die Dampfsterilisation geeignet. Durch eine über moderne elektrochemische Pulsverfahren aufgebrachte Direktmetallisierung ist es erstmals gelungen, Aluminiumbauteile effektiv vor den Belastungen medizinischer Reinigungen zu schützen. Das patentierte Verfahren verleiht Aluminium die Oberflächeneigenschaften von Edelstahl und verbindet so die Vorteile einer Leichtbauweise mit höchstem Oberflächenschutz.
