人工關節的鍛造成形-每個人都有機會用到...但希望不要

人工關節是將人體因各種疾病或意外傷害造成無法使用的關節，以外科手術的方法予以置換的人工植入物，例如膝關節、髖（股）關 節、肩關節、肘關節、腕關節、踝關節 、指關節，甚至連脊椎的關節都已可以置換，較常見的部位為膝、髖及肩、肘等。

1960年代，英國醫生 John Chamley 研發了第一個人造關節，包括不鏽鋼的頭和枝幹，以及一個超高分子的聚乙烯，也就是我們俗稱的「金屬部分」和「塑料部分」...金屬是替代了骨骼，而塑料則是替代了軟骨，還有的會採用聚甲基丙烯酸甲酯（或稱骨水泥）去填充關節組件周圍骨骼的間隙。而現今人工關節或骨釘、骨板大都以鈦合金、鈷鉻鉬合金、不銹鋼…等高人體親和性材質為主。

這些侵入性的人工醫材製造以脫蠟鑄造與高溫鍛造最常見，鑄造我不熟所以就等有緣人介紹，而鍛造用材料大都以Ti-6Al-4V於900~950℃的α+β製程溫度區間成形，可避免改變原有的金屬特性(如果是一般工業用而不太介意組織變化，倒是可以考慮1,050℃的β製程溫度鍛造，負荷較低且成形性也好)，潤滑牽涉到材料流動性與模具壽命，生產前需在胚料上預塗『玻璃系潤滑劑』再進行加熱，利用玻璃高溫溶融的隔離特性，來減少氧化與失溫現象並穩定鍛件的填料率，模具可以使用SKD 61的熱作鋼或是高級一點的W360，鍛造時模具建議噴塗『環保型模具離型劑』增加潤滑流動性(也可以噴塗石墨替代，但須考量碳含量對鍛件的影響)，鍛件成形後通常會於700~800℃施加退火處理(沒什麼特殊要求的話)，讓品質均勻穩定，接續噴砂與酸洗來消除表面α Case，再提供給後加工與表面處理…等產品要求。