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Spritzpassivierung Nachhaltiges Passivieren für die Medizintechnik

Redakteur: Anne Richter

Für eine dauerhaft lesbare Kennzeichnung von Medizinstählen ist eine Spritzpassivierung im Vorteil. Trumpf Schweiz führte zusammen mit Borer Chemie, Miele und Niutec umfangreiche Tests von spritzpassivierten Medizinstählen durch – die Resultate überzeugten.

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Zwei Komplettlösungen von Trumpf zum Markieren spritzpassivierter Medizinstähle: Der Beschriftungslaser Trumicro Mark 2000 (links) für Black-Marking-Beschriftungen mit ultrakurzen Laserimpulsen und der Beschriftungslaser Trumark 6030 (rechts) für Anlassbeschriftungen mit Nanosekundenpulsen.
Zwei Komplettlösungen von Trumpf zum Markieren spritzpassivierter Medizinstähle: Der Beschriftungslaser Trumicro Mark 2000 (links) für Black-Marking-Beschriftungen mit ultrakurzen Laserimpulsen und der Beschriftungslaser Trumark 6030 (rechts) für Anlassbeschriftungen mit Nanosekundenpulsen.
(Bild: Trumpf)

Ob chirurgische Instrumente oder Bauteile für medizinische Geräte, aufgrund der neuen Regulierungen müssen Medizintechnikhersteller ihre Produkte mit einem dauerhaft lesbaren UDI-Code (Unique Device Identification) versehen. Dieser wird einem Datensatz in einer internationalen Datenbank zugewiesen und vereinfacht so die reglementarisch neu verlangte Rückverfolgbarkeit weltweit. Aufgrund des hohen Energieeintrags beim Lasermarkieren kann die schützende Passivschicht von Medizinstählen und damit die Korrosionsbeständigkeit beeinträchtigt werden. Um dies auszuschliessen, wurde bislang die Schutzschicht durch das Tauchen in Salpeter- oder Zitronensäure wiederhergestellt. Doch das konventionelle Verfahren erfordert grosse Chemiemengen, und die kontaminierte Lösung muss als Sondermüll entsorgt werden.

Um die neue Herausforderung betreffend UDI-Beschriftung zu meistern, ist ein wirtschaftlicheres Passivierungsverfahren erforderlich. Dank der neuen Methode der Spritzpassivierung eignet sich Salpetersäure trotzdem hervorragend für eine wirkungsvolle Passivierung von Stahlteilen für die Medizintechnik und andere Branchen. Wissenschaftliche Untersuchungen von Trumpf Schweiz in Zusammenarbeit mit Borer Chemie, Miele und Niutec zeigen, dass bei diesem Verfahren die Vorteile der Salpetersäure voll zum Tragen kommen.

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Spritzpassivierung: eine Vielzahl an Vorteilen

Trumpf Schweiz hat zusammen mit den erwähnten Partnern die Spritzpassivierung für laserbeschriftete Medizinprodukte mit einer speziellen Lösung getestet. Deconex MT 41 von Borer Chemie basiert auf hochverdünnter Salpeter- und Phosphorsäure und bildet nach der Spritzpassivierung eine ausgezeichnete Passivschicht bei Medizinstählen, die mit einem Nanosekundenlaser (Anlassen) oder mit ultra­kurzen Laserpulsen (Black Marking) beschriftet wurden.

Im Vergleich zur chemie-intensiven Tauchpassivierung ermöglicht die Spritzpassivierung mit Deconex MT 41 auf einem Miele-Reinigungsautomaten für die Spritzwasserreinigung und Spritzpassivierung eine wirtschaftliche und umweltfreundliche Passivierung. Mit einem fast um das 1000-fache kleineren Chemiegehalt bildet sich bereits bei einer Konzentration von 0,02 Prozent eine Passivschicht, welche die Standards der ASTM A967 bezüglich Korrosionsresistenz erfüllt. Auch komplexe Geometrien wie Sacklöcher werden damit einwandfrei passiviert. Ein weiterer Vorteil: Während die Spritzpassivierung bei Temperaturen bis zu 85 Grad prozesssicher erfolgt, erzeugen herkömmliche Verfahren bei diesen Temperaturen schädliche Dämpfe.

Nachhaltige Komplettlösung: Trumpf-Beschriftungslaser und Spritzpassivierung

Die Spritzpassivierung mit Deconex MT 41 setzt Beschriftungsprozesse voraus, die in der durch die Lasermarkierung gebildeten Oxidschicht keine korrosions-begünstigenden Mikrorisse entstehen lassen. Sowohl mit einer Trumark 6030 für die Anlassbeschriftung als auch einer Trumicro Mark 2000 für das Black Marking liefert diese neuartige Kombination hervorragende Resultate hinsichtlich Beschriftungsqualität und Korrosionsbeständigkeit – selbst beim korrosionsfreudigen Stahl 1.4112. Dank des niedrigen Chemiegehalts bleibt das Schriftbild kontrastreich und bleicht nicht aus. Interessant ist dabei, dass beim Black Marking bereits die sanfteste Spritzpassivierung zu einer einwandfreien Passivschicht führt.

Korrosionstests nach wissenschaftlichen Kriterien wurden an diversen Musterteilen durchgeführt, die eine handelsübliche Rauheit für medizinische Instrumente aufwiesen und nach der Beschriftung mit einer Trumark 6030 und einer Trumicro Mark 2000 mit Deconex MT 41 spritzpassiviert wurden. Niutec, ein akkreditiertes Labor, untersuchte die Teile auf freies Eisen gemäss ASTM A967 (Free Iron Practice F). Zudem wurde mit der Methode der Inducti­vely Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) und der Messung nach ISO 10993-12 und ISO 10993-18 eine chemische Analyse der Legierungsbestandteile durchgeführt, die in Lösung gehen. In dem Whitepaper „Korrosionsfreie UDI-Lasermarkierung mit neuartiger Spritzpassivierung“ berichtet Trumpf ausführlich über die Gründe, warum Spritzpassivierung im Vorteil ist.

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