Guide / Materiali

Titanio, 316L e PEEK: come scegliere il materiale per un pezzo medicale lavorato

23 settembre 2026

La scelta del materiale su un pezzo medicale lavorato di solito la fa il fascicolo regolatorio e non l’operatore, ed è giusto così. Ma il modo in cui viene scritta sul disegno decide quanto lei paga, e un numero sorprendente di disegni lascia soldi sul tavolo essendo imprecisi in un modo ben preciso.

Parta dal requisito, non dalla lega

Cinque domande includono o escludono i materiali prima che qualcuno pensi alla lavorazione.

1. Contatto con il paziente, e per quanto tempo? Un contatto transitorio, prolungato o permanente la colloca in territori di biocompatibilità molto diversi.
2. Carico, ed è ciclico? Un impianto sollecitato ciclicamente si preoccupa di fatica e tenacità a frattura in un modo che un pezzo statico non fa.
3. Imaging. L’artefatto metallico in TC o RM può essere il motivo per cui vince un polimero.
4. Metodo di sterilizzazione. I cicli in autoclave sono brutali con alcuni gradi di inox e con alcuni polimeri.
5. Vita utile. Uno strumento monouso e un impianto di vent’anni sono problemi diversi.

Risponda a queste e l’elenco dei materiali è di solito lungo due voci. Poi la questione diventa che cosa scrivere.

Titanio

Ti-6Al-4V ELI, Grade 23, secondo ASTM F136. Il cavallo di battaglia degli impianti portanti: placche di traumatologia, viti ossee, barre vertebrali, steli. ELI significa interstiziali extra bassi, e in pratica vuol dire limiti più stretti su ossigeno e ferro rispetto al Grade 5 standard. Questo compra una migliore tenacità a frattura e una migliore resistenza alla propagazione di cricche da fatica, che è tutto il senso su un pezzo che verrà sollecitato per anni.

Ecco ciò che vale la pena sapere. Grade 23 e Grade 5 si lavorano essenzialmente allo stesso modo. Stesse velocità, stessi avanzamenti, stessi utensili, stesso lubrorefrigerante. Il sovrapprezzo dell’ELI è la barra e il certificato, non il taglio.

Quindi, quando un’offerta torna con un forte sovrapprezzo di lavorazione per l’ELI, è una domanda legittima. La voce materiale dovrebbe muoversi. La voce ore non dovrebbe muoversi molto.

Titanio CP, Grade 2 e Grade 4, secondo ASTM F67. Commercialmente puro. Il Grade 2 è tenero e formabile e compare in monconi dentali, alloggiamenti e reti craniche. È più gommoso del Grade 23 in macchina: si impasta e forma tagliente di riporto invece di rompere il truciolo, quindi finitura e controllo delle bave prendono il tempo, più della sgrossatura.

Il titanio di qualsiasi grado ha bassa conducibilità termica, il che significa che il calore che se ne andrebbe con il truciolo resta nell’utensile. Per questo le velocità di taglio sembrano lente a chi è abituato all’alluminio, e per questo gli utensili sono una voce reale in un’offerta sul titanio.

Inox

316L e 316LVM secondo ASTM F138. Il LVM è rifuso sotto vuoto e la designazione F138 è la barra per impianti con un certificato alle spalle. Il 316L generico di un rivenditore è un altro acquisto. Incrudisce in fretta, con una conseguenza pratica: un utensile che struscia una volta rende più dura la passata successiva, quindi un’officina che tira a indovinare gli avanzamenti combatterà con il materiale e ne passerà il costo a lei. Richiede passivazione dopo la lavorazione e mostra ogni graffio su una faccia lucida.

17-4 PH, condizione H900 o H1150. Corpi di strumenti riutilizzabili, ganasce, cacciaviti. Non è un grado per impianti. La condizione di trattamento termico cambia sostanzialmente il pezzo e deve essere sul disegno. «17-4 PH» da solo è una specifica incompleta, e officine diverse le realizzeranno in buona fede pezzi diversi.

Gradi martensitici per i taglienti che devono sopravvivere a diverse centinaia di cicli in autoclave senza vaiolature.

Cromo-cobalto

CoCrMo secondo ASTM F75 fuso o F1537 lavorato plasticamente, e ISO 5832-12. Componenti femorali del ginocchio, teste dell’anca, strutture dentali. Vince sull’usura dove il titanio no.

In macchina è il più duro del gruppo per un utensile, e il fattore di costo è la durata dell’utensile e non il tempo macchina. Gran parte della finitura è rettificata o lucidata più che tagliata. Se ha un pezzo in CoCr con una superficie di appoggio a specchio, la maggior parte della sua offerta è la superficie, non la geometria.

Polimeri

PEEK di grado impianto secondo ASTM F2026. Gabbie intersomatiche vertebrali, prove, impugnature di strumenti. Si taglia facilmente, ed è esattamente così che inganna. I rischi sono il calore e la tensione di serraggio che causano microcricche, e la contaminazione da una macchina che ha lavorato acciaio. Un’officina che lavora bene il PEEK da impianto lo tratta come un lavoro segregato con utensili propri, ed è questo che lei paga più del tempo ciclo.

UHMWPE secondo ASTM F648 e ISO 5834-2. Inserti per il ginocchio e inserti acetabolari. Punto di fusione molto basso, rimbalza elasticamente via dall’utensile, richiede utensili affilati e tagli leggeri. Misurarlo con precisione è una disciplina a sé perché il pezzo si muove mentre lo si controlla.

Nitinol

ASTM F2063. Fili guida, stent, graffette, strumenti flessibili. Superelastico, quindi si allontana dall’utensile e poi ritorna. La risposta onesta è spesso che viene rettificato, tagliato al laser o per elettroerosione più che fresato. Chieda prima di dare per scontato che una fresatrice possa farlo, perché un’officina che non l’ha mai lavorato lo scoprirà sul suo pezzo.

Il confronto

Materiale	Norma	Dove va	Il fattore di costo in lavorazione
Ti-6Al-4V ELI, Gr 23	ASTM F136, ISO 5832-3	Impianti portanti, traumatologia	Utensili, calore sul tagliente
Ti CP, Gr 2 e 4	ASTM F67, ISO 5832-2	Dentale, alloggiamenti, reti	Controllo delle bave e finitura, non sgrossatura
316L / 316LVM	ASTM F138, F139	Strumenti, fluidica, fissazione temporanea	Incrudimento, poi passivazione
17-4 PH	ASTM A564, AMS 5643	Corpi di strumenti riutilizzabili	Condizione di trattamento termico, durezza al taglio
CoCrMo	ASTM F75, F1537	Ginocchio, anca, strutture dentali	Durata dell’utensile e ciclo di lucidatura
PEEK, grado impianto	ASTM F2026	Gabbie vertebrali, prove, impugnature	Segregazione, controllo della contaminazione
UHMWPE	ASTM F648, ISO 5834-2	Inserti per il ginocchio, inserti acetabolari	Utensili affilati, e metrologia
Nitinol	ASTM F2063	Fili, stent, graffette	Spesso non viene fresato affatto

Che cosa scrivere sul disegno

Quattro cose, e la seconda è quella che le persone saltano.

1. Il materiale e la sua norma. Ti-6Al-4V ELI secondo ASTM F136, non «titanio».
2. La condizione, dove si applica. Il 17-4 PH H900 è un pezzo diverso dal 17-4 PH H1150.
3. Il trattamento superficiale e la sua norma. Passivare secondo ASTM A967, elettrolucidare secondo ASTM B912, e indicare quale metodo dove la norma ne offre diversi.
4. Il criterio di accettazione. Come lo giudicherà, perché l’officina sappia rispetto a che cosa verrà misurata prima di quotare e non dopo la spedizione.

E una cosa che vale la pena fare prima di inviare qualunque cosa: scorra le indicazioni di materiale e chieda quali siano state scelte per questo pezzo e quali copiate dall’ultimo disegno. Sui pezzi che non sono impianti, le specifiche da impianto ereditate sono uno dei posti più comuni in cui un programma paga un sovrapprezzo per niente.

Se vuole il lato dell’offerta, che cosa determina il costo di un componente medicale lavorato copre gli altri cinque fattori.

Fonti

• ASTM F136, lega lavorata plasticamente Ti-6Al-4V ELI per applicazioni di impianti chirurgici
• ASTM F138, barra e filo in acciaio inossidabile 18Cr-14Ni-2.5Mo lavorato plasticamente per impianti chirurgici
• ASTM F2026, polimeri polietereterchetone (PEEK) per applicazioni di impianti chirurgici

Norme e regolamenti cambiano. Controlli il testo vigente alla fonte prima di fare affidamento su di esso in un fascicolo.

Domande frequenti

Continui a leggere

• Come scrivere un pacchetto di richiesta di offerta per componenti medicali lavorati
• Tolleranze sui pezzi medicali lavorati: che cosa aspettarsi e che cosa pagare