FR2960003A1 - Materiau superelastique a haute ductilite - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un alliage à mémoire de forme superélastique, ayant une plage d'allongement de l'ordre de 30 % à 50 %. Ledit alliage a de préférence une valeur d'UTS inférieure à 1 100 MPa.

Description

MATERIAU SUPERELASTIQUE A HAUTE DUCTILITE DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTERIEUR La présente invention concerne des matériaux ayant des propriétés de haute ductilité et superélastiques. Les exemples typiques de tels matériaux sont des alliages à mémoire de forme, par exemple des alliages de Ni-Ti, qui sont utilisés pour de nombreuses applications différentes.
Il existe un compromis bien connu entre les propriétés superélastiques et la ductilité dans un tel matériau. Le matériau est habituellement traité pour optimiser les propriétés superélastiques qui induisent un allongement de l'ordre de 10-20 %, une limite à la conception du dispositif. Une application d'un tel matériau, et en particulier des alliages de nickel et de titane, concerne la réalisation des stents auto-expansibles avec une limitation de conception en raison d'une faible ductilité. Par conséquent, il existe un besoin, pour différentes applications, de trouver ou de réaliser un matériau ayant une ductilité accrue tout en maintenant les propriétés superélastiques.
RESUME DE L'INVENTION L'invention concerne tout d'abord un matériau, ayant un allongement de l'ordre de 30 % à 60 % ou d'au moins 30 % ou 40 % ou 50 %. De préférence, ledit matériau a une UTS inférieure à 1 200 MPa ou 1 100 MPa. L'invention concerne en outre un matériau, ayant une UTS inférieure à 1 200 MPa ou 1 100 MPa.
Un matériau selon l'invention peut être un matériau superélastique et plus particulièrement un alliage à mémoire de forme. Le matériau peut être un alliage binaire de Ni et Ti ou un alliage ternaire comprenant Ni, Ti et un autre matériau, par exemple Cr ou Cu ou Fe ou Nb ou Pt. L'invention concerne également un procédé pour réaliser un matériau en alliage amélioré, en particulier un matériau superélastique et en particulier un alliage à mémoire de forme, comprenant les étapes consistant à meuler une surface dudit matériau sur environ 1/10 mm, impliquant au moins une étape de sous-meulage retirant en une seule étape ou un seul passage une épaisseur de matériau d'au moins 3/100 mm et de préférence d'au moins 5/100 mm.
Un procédé selon l'invention se traduit par un matériau ayant un allongement important (jusqu'à 30 % ou 40 % ou 50 % ou 60 %) et de préférence une superélasticité ou des propriétés superélastique. Dans un matériau et un procédé selon l'invention, l'allongement est supérieur à l'allongement classique de 10 à 20 jusqu'à 30-60 sans compromettre la superélasticité, en particulier dans le cas d'un alliage binaire de Ni et Ti ou d'un alliage ternaire comprenant Ni, Ti et un matériau additif par exemple choisi dans la liste ci-dessus.
Dans un procédé selon le matériau à haute ductilité de l'invention, en particulier un tube ou un fil ou des tubes ou des fils, peuvent être fabriqués en modifiant les paramètres de meulage, par rapport au 5 procédé standard. Un procédé selon l'invention peut en outre comprendre au moins une autre étape de sous-meulage et/ou au moins une étape consistant à étirer à chaud ledit matériau et/ou au moins une étape consistant à 10 faire recuire ledit matériau et/ou au moins une étape de redressage thermique dudit matériau et/ou de refroidissement dudit matériau pendant le meulage et/ou au moins une étape consistant à étirer à froid ledit matériau. 15 Des dispositifs peuvent utiliser les propriétés mécaniques non connues jusqu'à maintenant d'un matériau selon l'invention, en particulier en autorisant des conditions de haute déformation sans générer de rupture du matériau. 20 Par exemple, un dispositif formant stent, en particulier de type autoexpansible, peut être réalisé avec un matériau selon l'invention. Mais d'autres dispositifs peuvent également être réalisés à partir dudit matériau, par exemple une partie d'un 25 stent combinée avec une valvule cardiaque ou un cathéter ou une tige d'endoscope. Plus généralement, des dispositifs minimalement invasifs ou des parties de tels dispositifs peuvent être réalisés à partir d'un matériau selon l'invention. Les parties mécaniques des 30 dispositifs, comme les branches de lunettes, ou un pont pour raccorder les verres de lunettes peuvent également être réalisés, ou comprendre au moins une partie réalisée avec un matériau selon l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Les figures 1A-1B sont un exemple d'un tube 5 sur lequel un procédé selon l'invention a été réalisé. La figure 1C est une vue de face d'un tube qui est traité ; La figure 2 est un ensemble de courbes de contrainte - déformation pour des échantillons soumis à 10 un procédé standard et des échantillons soumis à un procédé selon l'invention (« haute ductilité »). La figure 3 est un point sur la plage superélastique des courbes représentées sur la figure 2. 15 La figure 4A est une courbe de récupération de forme par la méthode BFR sur des échantillons soumis à un procédé standard, avec Af = 5° et la figure 4B est une courbe de récupération de forme par la méthode BFR sur des échantillons soumis à un procédé selon 20 l'invention, avec Af = -15 °C. La figure 5 est une machine pour réaliser un procédé selon l'invention. La figure 6 sont des lunettes comprenant des parties réalisées avec un matériau selon 25 l'invention. Les figures 7A et 7B sont des structures de stents réalisées avec un matériau selon l'invention ; La figure 8 représente une valve cardiaque combinée avec un stent selon l'invention ; La figure 9 est un exemple d'un endoscope comprenant une tige selon l'invention ; La figure 10 est un exemple d'un cathéter comprenant une tige selon l'invention.
La figure 11 est une illustration d'un test BFR. DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION SPECIFIQUES Comme illustré sur les figures lA et 1B, un tube (ou bâtonnet) 2 obtenu par un procédé selon l'invention a un diamètre extérieur ou externe OD, par exemple, de 4,5 mm et une épaisseur de paroi, par exemple de T = 0,125 mm. Mais un tube obtenu par un procédé selon l'invention peut avoir d'autres dimensions, en particulier un diamètre externe plus grand, par exemple allant jusqu'à 10 mm ou 20 mm ou 30 mm. Un fil peut également être réalisé par le procédé selon l'invention, ayant un diamètre par exemple de 10 mm ou 20 mm ou 30 mm. Une bande de matériau ou une pièce plate de matériau peut également être réalisée selon un procédé selon l'invention. Le procédé ci-dessous est expliqué pour fabriquer un tube comme celui de la figure 1A, mais peut être facilement adapté pour réaliser un fil ou une pièce plate de matériau. En commençant par des tubes creux 2 avec un diamètre externe plus grand ODa > OD et une plus grande épaisseur de paroi Ta > T, les étapes d'un procédé standard et d'un procédé selon l'invention se traduisent par un tube ayant les dimensions OD et T ci- dessous. Un procédé selon l'invention confère des propriétés spécifiques et inattendues du matériau. Comme expliqué ci-dessous, un premier lot de ces tubes a été soumis à un procédé standard et un second lot a été soumis à un procédé selon l'invention. Un tel tube (ou fil ou pièce plate) est réalisé avec un alliage binaire de Ni et Ti dans le présent exemple, contenant par exemple 50,8 % de Ni et 49,2 % de Ti (dans la présente description et dans les revendications tous les pourcentages sont exprimés en % atomique sauf indication contraire). D'autres compositions et d'autres matériaux d'alliage sont concernés par la présente invention, en particulier d'autres compositions de Ni-Ti avec une proportion de Ni comprise entre 50 % et 52 %, ou entre 50,5 % et 51,5 % et les proportions correspondantes de Ti comprises entre 50 % et 48 % ou entre 49,5 % et 48,5 %. L'invention est également applicable à une composition ternaire de Ni, Ti et un autre matériau qui peut être choisi parmi Cr ou Cu ou Fe ou Nb ou Pt, en particulier contenant un certain % de l'un de ces additifs, par exemple entre 1 % et 10 % ou 15 % ou entre 1 % et 20 % ou 25 %. Les exemples suivants concernent les compositions d'alliages ternaires : NiTiFe : 52,5-54,5 % en poids de Ni ; 1-2 % en poids de Fe ; 43,5-47,5 % en poids de Ti ; NiTiCr : 54,8-56,8 % en poids de Ni ; 0,1-0,4 % en poids de Cr ; 42,8-45,1 % en poids de Ti ; NiTiPt : 37-42 % en poids de Ni ; 22-24 % en poids de Pt ; 36-39 % en poids de Ti ; NiTiNb : 46-48 % en poids de Ni ; 8-10 % en poids de Nb ; 42-46 % en poids de Ti ; NiTiCu : 39-41 % en poids de Ni ; 9-11 % en poids de Cu ; 48-52 % en poids de Ti.
Une étude comparative des propriétés des tubes réalisés selon un procédé standard et des tubes réalisés selon un procédé selon l'invention est présentée ci-dessous. Par conséquent, on présente dans un premier temps les étapes pour réaliser à la fois le procédé standard et un procédé selon l'invention. La plupart des étapes sont communes aux deux procédés, par conséquent, les étapes qui sont spécifiques à l'invention sont indiquées en tant que telles. Le procédé met en oeuvre les étapes 15 suivantes consistant à : 1. étirer à chaud sur mandrin, à une température comprise entre 300 °C et 500 °C et travailler à chaud entre 10 % et 40 %. A cette première étape, une couche d'oxyde peut apparaître sur la 20 surface du matériau. 2. recuire à une température comprise entre 700 °C et 800 °C pendant 3 à 10 min. Les étapes 2 et 3 sont répétées plusieurs fois, par exemple 15 fois parce que l'étirement doit 25 être réalisé très progressivement. Le matériau peut être étiré jusqu'à 40 % à chaque fois. Un dégraissage peut être réalisé après chaque étirage à chaud sur mandrin et avant chaque étape de recuit. 3. étirer à chaud sur mandrin (il s'agit du 30 dernier étirage et il détermine l'épaisseur de paroi T - voir figure 1B), les conditions étant celles données ci-dessus. Les étapes 1 à 3 ci-dessus se traduisent par un tube ayant l'épaisseur T requise, mais un 5 diamètre externe plus grand que ce qu'il faut. D'autres étapes sont réalisées : 4. dégraissage ; 5. recuit dans les conditions ci-dessus (voir étape 2). 10 6. étirage à froid à température ambiante, comprenant le travail à froid de 5 à 15 par étape et un travail à froid global de 35 à 45 A nouveau, l'étape 6 est répétée plusieurs fois, par exemple 4 fois parce que l'étirement doit 15 être réalisé très progressivement. 7. Redressage thermique à une température comprise entre 470 °C et 510 °c pendant 5 à 20 min. 8. meulage : les tubes résultant des étapes précédentes ont un diamètre externe qui est encore plus 20 grand que OD. Donc on réalise une étape de meulage à la fin du procédé pour supprimer une certaine épaisseur de matériau sur toute la surface du tube. Cela peut comprendre une sous-étape de meulage grossier et une sous-étape de meulage fin. Pendant cette étape, le tube 25 est de préférence refroidi avec un écoulement de fluide de refroidissement, par exemple de l'eau ou un mélange d'eau et d'huile soluble (l'huile est utilisée contre la corrosion et pour lubrifier la surface et également pour des buts de refroidissement). 30 A ce stade, le lot initial de tubes résultant des étapes précédentes a été partagé en deux avant l'opération de meulage, afin de comparer les bâtonnets ou échantillons soumis à un procédé standard et ceux soumis à un procédé selon l'invention. Selon la pratique habituelle et les recommandations pour réaliser un procédé standard, une épaisseur de matériau totale de moins d'un dixième de mm ou d'environ un dixième de mm est supprimée par le meulage, avec chacune des nombreuses sous-étapes de meulage qui retire une épaisseur de matériau de 0,01 mm jusqu'à 0,02 mm, mais pas plus. Selon l'invention, une épaisseur de matériau totale inférieure à un dixième de mm ou d'environ un dixième de mm est supprimée de la surface extérieure totale du tube par meulage, par exemple une épaisseur comprise entre 0,05 mm ou 0,08 mm et 0,12 mm ou 0,14 mm, au moins une étape de meulage ou l'une des plusieurs sous-étapes de meulage retirant au moins 0,03 mm ou 0,04 mm ou 0,05 mm de matériau. Ceci est en contradiction avec l'étape de meulage standard habituelle. Dans les deux procédés, l'épaisseur retirée peut comprendre une couche d'oxyde. La figure 1C représente une vue de face d'un tube 2 avec un diamètre initial ODa, les lignes en pointillés représentant les diamètres intermédiaires obtenus pendant un procédé comme décrit ci-dessus. Le diamètre final OD est le plus petit obtenu à la fin du procédé. La valeur d'au moins 0,03 mm d'épaisseur de matériau retirée pendant l'étape de meulage grossier peut varier en fonction du diamètre du tube ou du fil ou de l'épaisseur de la pièce de matériau. Mais l'épaisseur de matériau à retirer pendant ladite étape n'est pas inférieure à 0,025 mm, en particulier pour un tube ou un fil ayant un diamètre externe inférieur à 5 mm. Après cette étape de meulage grossier, le tube a approximativement les valeurs de OD et T requises. Ceci est suivi par une étape de meulage finale pour lisser la surface externe de chaque bâtonnet ou tube après le meulage grossier et retirer une couche ou film très fin de matériau, approximativement 1 }gym jusqu'à 0,01 mm d'épaisseur. En d'autres termes, un procédé standard diffère du procédé selon l'invention au moins par l'étape de meulage grossier : un procédé selon l'invention implique au moins une sous-étape de meulage élémentaire retirant du matériau, en un seul passage, sur une épaisseur supérieure à celle qui existe dans le procédé standard. Il est possible de combiner une ou plusieurs sous-étapes de meulage supprimant en un seul passage une épaisseur de matériau supérieure à 0,03 mm ou supérieure à 0,025 mm et une ou plusieurs sous-étapes de meulage classique supprimant à chaque passage une épaisseur de matériau inférieure à 0,03 mm ou même inférieure à 0,02 mm. Un procédé tel que décrit ci-dessus peut être réalisé par un système comprenant des machines d'étirage et des fours, adaptés à la forme de la pièce de matériau. Une vue de face de la machine de meulage est schématiquement illustrée sur la figure 5. Elle comprend une roue de soutien 4 pour maintenir un tube 2 qui est traité. Ladite roue de maintien a également un axe légèrement incliné par rapport à un axe perpendiculaire à la figure 5 pour déplacer un tube 2 qui est traité vers l'avant. La machine de meulage comprend un rail 8 ayant un profil en forme de « V », sur lequel les tubes 2 sont poussés vers l'avant à partir de l'arrière de la machine jusqu'à la partie située entre la roue de maintien 4 et la roue abrasive 6, sur la surface de laquelle un papier abrasif 12 est appliqué. Le papier abrasif est amené par la roue abrasive, en contact avec la surface externe de la pièce 2. Le mouvement rotatif combiné des deux roues fait tourner le tube autour de son axe et donc toute la surface externe de la pièce est traitée selon l'invention. Le numéro de référence 10 est un écoulement de fluide de refroidissement. D'autres machines de meulage sont bien connues et adaptées pour meuler des pièces plates de matériau. Des contrôles ou des mesures ont été réalisés pendant certaines des étapes ci-dessus. Pendant l'étape 8 (les étapes de meulage grossier et fin) des mesures ont été réalisées pour chaque bâtonnet ou tube : UPS (contrainte de charge, voir la figure 2A), UTS (contrainte ultime en traction, voir figure 2A) et A % (déformation à la rupture, approximativement à l'UTS). Ces valeurs peuvent être obtenues par le test en traction, comme expliqué ci-dessous. Les tubes des deux lots (le lot résultant du procédé standard et l'autre d'un procédé selon l'invention) sont caractérisés par un test en traction selon la norme ASTM E8-09, le test de mémoire de forme par cintrage à froid et retour libre (en terminologie anglo-saxonne : « bend and free recovery », BFR) selon la norme ASTM F2082 (2006). Le principe du test BFR est illustré sur la figure 11 : un échantillon de matériau à tester est plié et ensuite relaxé, faisant ainsi monter une barre 31 sur une distance d selon la température de l'échantillon. Les résultats comparatifs sont présentés 10 sur les figures 2 et 3. Les courbes I et II sont les résultats du test en traction sur un matériau résultant d'un procédé standard. Les courbes III et IV sont les résultats 15 provenant du test en traction sur un matériau résultant du procédé selon l'invention. Dans la partie plastique des courbes de traction III et IV (matériau à « haute ductilité »), on peut observer un allongement allant jusqu'à 40 % ou 20 même 50 % ou même 55 % ou 60 %, couplé avec une chute de l'UTS, typiquement de 1 600 MPa à 950 MPa. Dans le cycle superélastique jusqu'à 8 % de déformation, les courbes de traction III et IV laissent apparaître un plateau plus long à l'UPS que les courbes 25 I et II avec des valeurs d'UPS similaires et une déformation irrécupérable (déformation pour zéro tension). Il ressort clairement d'après ces résultats qu'un matériau ayant une ductilité importante sans 30 compromettre la superélasticité est obtenu avec un procédé selon l'invention, avec un allongement jusqu'à 30 ou 40 ou même 55 ou 60 avant la rupture. Un matériau obtenu avec un procédé selon l'invention a une UTS inférieure à 1 200 MPa, ou même inférieure à 1 100 MPa ou inférieure à 1 000 MPa et éventuellement supérieure à 800 MPa ou 900 MPa. Le test de BFR a également été réalisé, dont les résultats sont illustrés sur les figures 4A et 4B.
La figure 4A est une courbe Af par la méthode BFR sur des échantillons soumis à un procédé standard, à partir duquel il apparaît qu'une valeur Af (température de fin de transformation austénitique) de 5 °C est obtenue. La figure 4B est une courbe Af par le procédé BFR sur des échantillons soumis à un procédé selon l'invention, à partir de laquelle il apparaît qu'une valeur Af (température de fin de transformation austénitique) de -15 C est obtenue. Par conséquent, il semble qu'il y ait un décalage de la température Af vers les valeurs inférieures lorsque l'on réalise un procédé selon l'invention. Le test BFR représente des températures de 25 transformation nettement plus froides pour le procédé à « haute ductilité » malgré des valeurs de contrainte de plateau similaires (UPS et LPS) et le même niveau de travail à froid, en apparente contradiction avec l'équation bien connue de Clausius-Clapeyron. 30 La récupération de forme semble plus rapide sur le matériau à « haute ductilité » comme représenté 20 par l'inclinaison de la ligne T, supérieure sur la figure 4B que sur la figure 4A. Comme expliqué ci-dessus, les mesures des différents paramètres ont été réalisées pendant plusieurs étapes des procédés ci-dessus selon l'invention. Aucun échantillon pris après l'opération de redressage thermique (étape 8) ne laisse apparaître une courbe à valeur UTS faible bien que l'on trouve des courbes à valeur UTS faible sur les bâtonnets après les opérations de meulage grossier. Après avoir jeté un coup d'oeil aux quantités de matériau effectivement retirées pendant l'opération de meulage grossier, en particulier sur les bâtonnets avec une valeur faible d'UTS, il ressort que le fait de retirer de grandes quantités de matériau en un seul passage (ou en au moins un passage de plusieurs passages) conduit au comportement mécanique mis en évidence, c'est-à-dire la superélasticité, avec une plage d'allongement de 30 % à 60 % et une ductilité élevée, avec une UTS inférieure à 1 200 MPa ou même 1 100 MPa. Il semble également que dans un mode de réalisation préféré d'un procédé selon l'invention, l'écoulement de fluide de refroidissement pendant l'étape de meulage est réduit par rapport aux écoulements habituels. Les essais ont été réalisés avec un écoulement de 3,4 1/min et avec un écoulement de 0,8 1/min ; les tubes obtenus avec le plus faible écoulement ont des caractéristiques améliorées en termes de haute ductilité.
Certaines expériences ont été conçues selon l'enseignement de l'invention. La quantité de matériau retirée pendant un passage de meulage est respectivement, 0,05 mm, 0,03 mm et 0,01 mm, et 3 passes de meulage ont été réalisés pour retirer une épaisseur totale respectivement de 0,15 mm, 0,09 mm et 0,03 mm. Afin d'interpréter les résultats, on ne se concentre que sur la valeur UTS après l'opération de 10 meulage. On obtient les résultats suivants : Pour un retrait d'épaisseur de matériau de 0,05 mm par passage de meulage, on obtient les valeurs d'UTS suivantes : 779 MPa, 820 MPa, 820 MPa et 772 MPa, Pour un retrait d'épaisseur de matériau de 15 0,03 mm par passage de meulage, on obtient les valeurs d'UTS suivantes : 1 144 MPa, 1 116 MPa, Pour un retrait d'épaisseur de matériau de 0,01 mm par passage de meulage, on obtient des valeurs d'UTS nettement plus importantes : 1 488, 1 447, 1 454, 20 1 454, 1 426, 1 433, 1 419, 1 463, 1 481, 1 433, 1 460, 1 440 MPa. Par conséquent, les tubes traités à « haute ductilité » sont favorablement comparés avec les tubes « traités régulièrement » par rapport au même lot de 25 matière première. Le comportement résultant d'un procédé selon l'invention qui conduit à une UTS faible et un allongement important à la rupture est principalement caractérisé par un faible module de courbe de 30 contrainte/déformation après le plateau superélastique. En plus de l'UTS, l'existence de ce comportement en fonction de ce module apparent est un résultat de l'expérience (pour éviter toute confusion avec une UTS faible qui proviendrait d'un module élevé, mais d'une rupture précoce).
Un matériau selon l'invention est applicable pour fabriquer des stents, mais également d'autres types de dispositifs médicaux. Un exemple du stent 35 ayant une construction tressée ou entrelacée est illustré sur la figure 7A. Un autre exemple de la structure de stent 35' est illustré sur la figure 7B. En particulier, les tubes selon l'invention peuvent avantageusement être utilisés pour fabriquer un stent 40 comprenant une valvule cardiaque 42 (voir la structure illustrée sur la figure 8 où le stent et la valvule sont observés en coupe). Une valvule cardiaque peut être montée sur un support ayant une autre forme qu'un stent, mais également fabriqué avec un matériau selon l'invention. Un matériau selon l'invention peut également être utilisé pour fabriquer une tige d'endoscope 50. La structure d'un endoscope est représentée sur la figure 9, comprenant une poignée 54 raccordée à la tige 50 selon l'invention. On peut voir d'un autre côté de la poignée, un oculaire 55 et une ouverture 52 par exemple pour un instrument médical. Un fil 58 est prévu pour le raccordement à un écran 59. La tige peut en outre contenir des fibres où des fils non représentés sur la figure. Un matériau selon l'invention peut également être utilisé pour fabriquer une tige de cathéter 60. La structure d'un cathéter est représentée sur la figure 10, comprenant une poignée 64 raccordée à la tige 60 selon l'invention. La tige peut en outre contenir des fibres ou des fils non représentés sur la figure.
Des parties de lunettes, comme des branches 20 de lunettes (figure 6) ou un pont de lunettes 22 pour raccorder des verres de lunettes 24, 26 peuvent également être réalisées à partir d'un matériau selon l'invention. Des lunettes ayant au moins de tels côtés, et/ou un pont selon l'invention peuvent par conséquent être réalisées. Des lunettes comprenant des verres, des branches selon l'invention et un pont selon l'invention sont illustrées sur la figure 7.

Claims (18)

  1. REVENDICATIONS1. Alliage à mémoire de forme superélastique ayant une plage d'allongement d'au 5 moins 30 %.
  2. 2. Alliage à mémoire de forme selon la revendication 1, ledit alliage ayant une valeur UTS inférieure à 1 200 MPa.
  3. 3. Alliage à mémoire de forme selon la revendication 1 ou 2, ledit alliage étant un alliage de Ni et Ti.
  4. 4. Alliage à mémoire de forme selon la revendication 3, ledit alliage étant un alliage binaire de Ni et Ti, comprenant entre 50 % et 52 % de Ni et entre 50 % et 48 % de Ti. 20
  5. 5. Alliage à mémoire de forme selon la revendication 3, ledit alliage étant un alliage ternaire de Ni, Ti et un autre matériau choisi parmi Cr ou Cu ou Fe ou Nb ou Pt. 25
  6. 6. Procédé pour fabriquer un matériau en un alliage à mémoire de forme selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant l'étape consistant à meuler une surface dudit matériau, impliquant au moins une étape de sous-meulage retirant en une seule 30 étape une épaisseur de matériau d'au moins 3/100 mm. 10 15SP 38018 PM 19
  7. 7. Procédé selon la revendication 6, ladite surface étant meulée sur une épaisseur totale comprise entre 0,05 mm et 0,14 mm.
  8. 8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, comprenant en outre au moins une étape consistant à étirer à chaud ledit matériau.
  9. 9. Procédé selon l'une quelconque des 10 revendications 6 à 8, comprenant en outre au moins une étape consistant à recuire ledit matériau.
  10. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, comprenant en outre au moins une 15 étape de redressage thermique dudit matériau.
  11. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, comprenant en outre l'étape consistant à refroidir ledit matériau pendant le 20 meulage.
  12. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 11, comprenant en outre au moins une étape d'étirement à froid.
  13. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, ledit matériau ayant la forme d'un tube ou d'un fil ou d'une pièce plate. 25SP 38018 PM 20
  14. 14. Dispositif formant un stent réalisé avec un matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.
  15. 15. Valvule cardiaque (42) dans un support ou un stent (40) réalisé avec un matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.
  16. 16. Tige d'endoscope ou de cathéter (50, 10 60) réalisée avec un matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.
  17. 17 Branche de lunettes (20) ou pont (22) pour raccorder des verres de lunettes (24, 26), réalisé 15 avec un matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.
  18. 18. Lunettes ayant au moins des branches (20) et/ou un pont (22), selon la revendication17.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103668021B (zh) * 2013-12-11 2016-02-03 西安思维金属材料有限公司 提高镍钛形状记忆合金塑性的在线退火处理方法
CN104741412A (zh) * 2014-01-01 2015-07-01 上海埃蒙迪材料科技股份有限公司 一种新型铜镍钛牙弓丝的生产制备工艺
CN104546161A (zh) * 2014-12-19 2015-04-29 上海埃蒙迪材料科技股份有限公司 镍钛Dimple正畸牙弓丝成型工艺及其装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3827426A (en) * 1971-07-16 1974-08-06 P Sawyer Prosthetic pump
WO1998039048A2 (fr) * 1997-03-06 1998-09-11 Percusurge, Inc. Fils metalliques medicaux creux et procede de fabrication
US6329069B1 (en) * 1995-07-26 2001-12-11 Surface Genesis, Inc. Composite structure and devices made from same and method
US20040059410A1 (en) * 2000-11-14 2004-03-25 Cox Daniel L. Austenitic nitinol medical devices

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3827426A (en) * 1971-07-16 1974-08-06 P Sawyer Prosthetic pump
US6329069B1 (en) * 1995-07-26 2001-12-11 Surface Genesis, Inc. Composite structure and devices made from same and method
WO1998039048A2 (fr) * 1997-03-06 1998-09-11 Percusurge, Inc. Fils metalliques medicaux creux et procede de fabrication
US20040059410A1 (en) * 2000-11-14 2004-03-25 Cox Daniel L. Austenitic nitinol medical devices

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