铝阳极氧化是将铝基板的表面层转化为氧化铝层的电化学钝化过程。虽然可以在铝上发现一层天然的氧化层,但这层通常不均匀,薄,保护效果差。在酸性电解液中控制电荷的应用导致非常规则和均匀的层,增加了耐久性,以及耐磨性和耐腐蚀性。此外,这些阳极层可以进行二次加工,以结合各种功能材料,如着色剂或润滑剂。
有许多工艺和标准适用于铝阳极氧化,最常见的发现他们的起源从国防,航空航天和汽车工业。在美国,最常被引用的阳极氧化规范是美国国防规范MIL-A-8625,该规范定义了三种铝阳极氧化类型I型-铬酸阳极氧化,II型-硫酸阳极氧化和III型-硫酸硬阳极氧化,其中II型和III型是最常用的。
阳极涂层是如何应用的?
阳极氧化过程包括将铝组件浸入酸性电解槽中,然后通过介质传递电荷。阴极位于罐的外部,而铝作为阳极(因此术语阳极化)。当电流通过电解槽时,氧离子从酸性电解质中释放出来,并与铝基板结合产生氧化铝层。值得注意的是,与油漆或电镀过程不同,阳极层完全集成到底层基材中,实际上同时形成进入和离开基材。
你应该在阳极涂层中寻找什么?
人们经常误解阳极氧化的术语,特别是关于“硬涂层”这个短语。从表面上看,“硬”这个词似乎表明某种形式的强度或耐磨性,在这种情况下,硬涂层更准确地指的是阳极层的厚度。该术语的衍生规范MIL-A-8625甚至没有提到II型或III型阳极氧化的任何硬度特征。事实上,两种类型的氧化铝的硬度是等效的,尽管硬涂层厚度的差异确实显著地改变了基材的表面外观。
这反过来又导致了什么是理想的阳极涂层的医疗设备。如前所述,美国最常见的阳极氧化规格来自航空航天和国防工业。这些行业的需求与医疗和外科设备的需求大不相同。例如,航空航天、国防和汽车工业的机械考虑需要耐磨性,因此硬涂层阳极氧化将是合适的。然而,对于医疗和外科行业来说,耐磨性并不像灭菌系统所需要的化学弹性那么重要。
因此,首先也是最重要的是,医用阳极氧化剂必须足够耐用,能够承受至少50次(最好更多)环氧乙烷、过氧化氢或高碱性清洁剂的循环使用。这将要求它具有非浸出着色剂,在重复灭菌处理后不会褪色、脱皮或起泡。
此外,除了厚度或化学弹性的考虑,一个好的医用阳极氧化还应该有一个光滑和均匀的表面,没有局部变色,颜色不应该出现沉闷或混乱(除非这是理想的外观)。相反,在医疗环境中,为了易于识别和人为因素考虑,阳极涂层应该具有活力,易于识别和有光泽的表面。
最后,随着医疗设备设计中的人为因素评估变得越来越严格,医疗阳极氧化应提供多种颜色,以帮助操作人员轻松区分设备类型或控制面。虽然可以使用黑色或透明饰面,但不可浸出、抗杀菌的颜色使医疗设备制造商能够有效地利用颜色作为人为因素的方式。
综上所述,医用级阳极氧化应:
- 均匀一致的结尾,
- 可提供多种非浸出颜色,
- 要有美感,
- 耐恶劣化学环境的杀菌系统
在阳极氧化供应商中寻找什么
阳极氧化供应商几乎分布在美国的每个角落。然而,在医疗器械行业,非质量成本异常严重,因此制造商在选择阳极氧化供应商时必须保持警惕。
在选择供应商时,一些重要的事情需要考虑:
- 医疗行业经验——大多数阳极氧化是为航空航天和国防工业进行的,因此选择一家阳极氧化公司不仅有经验,而且在医疗设备方面具有专业知识,可以极大地影响阳极涂层的最终质量。可接受的加工油、制造标准等都是特定于行业的,因此在用于其他行业的化学浴池中加工医疗设备可能会导致浴池污染和不合格材料。
- 医疗行业合规性——当所有组件都对质量至关重要时,供应商了解医疗器械行业的监管要求并拥有行业特定的经过审核的质量管理体系(如ISO 13485)是很重要的。
- 验证和可扩展的生产-完成的阳极涂层的一致性和质量必须在可扩展生产的可接受水平上进行测量和验证。在选择供应商时,询问公司的QC合格率是合适的,特别是在医疗器械行业,与不符合/不合格材料退货相关的成本既可以是财务上的重大成本,也可以是监管方面的复杂性。98%或更高的QC合格率通常是高质量医疗级阳极工艺的标志。
尼尔·帕特尔是佛罗里达阳极氧化系统技术(FAST)在佛罗里达州的桑福德欲了解更多信息,请访问anodizefast.com或电子邮件sales@anodizefast.com。
本文仅代表作者个人观点,并不代表医疗设计与外包公司或其员工的观点。