前言
注射成型技術(shù)能夠幫助醫(yī)療器械制造商生產(chǎn)出具有良好完整性的復(fù)雜組件,但選擇正確的材料和工藝也至關(guān)重要。
注射成型是一種有助于生產(chǎn)出高精密復(fù)雜醫(yī)療器械組件的技術(shù),尤其是在大批量生產(chǎn)并需要達(dá)到各零部件完整性的情況下。在本文中,我們將介紹注射成型技術(shù)用于制造醫(yī)療器械的主要優(yōu)點,同時也探討一下需要考慮的一些問題。
雖然有許多類型的材料適合注射成型,但對于醫(yī)療器械應(yīng)用而言,推薦的主要材料是硅膠。硅膠的應(yīng)用非常廣泛,作為液體原料能夠在加工過程中展現(xiàn)出諸多優(yōu)勢,使其成為了大批量生產(chǎn)技術(shù)組件的首選材料。
尤其是對于醫(yī)療器械應(yīng)用而言,硅膠的純度極高,其生物相容性也符合ISO 10993和USP VI級標(biāo)準(zhǔn),也符合《歐洲藥典》3.2.9的要求。此外,硅膠還可以耐受常見的滅菌方法,如:蒸汽滅菌、輻射滅菌、環(huán)氧乙烷滅菌。
圖中所示為用于注射成型的組件
液體注射成型(LIM)是一種常用于生產(chǎn)硅膠醫(yī)療器械的工藝方法。由此,可以通過將液體硅橡膠(LSR)與工程塑料進(jìn)行同時注射(有時也稱為2C LSR),用于生產(chǎn)醫(yī)療器械組件,市場上通常稱為2K、雙射、多組分注射成型或共注射。這種工藝可以生產(chǎn)出最具創(chuàng)新性的解決方案,將兩種、三種或多種材料制成完全融合、堅固的組件。
2C LSR工藝不僅為生產(chǎn)極其復(fù)雜的組件創(chuàng)造了機(jī)遇,也十分適用于生產(chǎn)具有諸多細(xì)節(jié)的部件(如:底切或薄壁部分),從而為設(shè)計人員提供了廣闊的設(shè)計自由度,可以將多個部件制成完全融合的組件,是避免醫(yī)療器械形成死腔和實現(xiàn)衛(wèi)生設(shè)計的理想技術(shù)。而且,單一組件比多個部件構(gòu)成的組裝件更堅固、重量更輕,從而避免產(chǎn)生與二次組裝相關(guān)的風(fēng)險和成本。
但還有一個重要的前提是,醫(yī)療器械制造商的工程團(tuán)隊與硅膠組件制造商的注射成型工程專家必須緊密合作,才能將這些優(yōu)勢充分發(fā)揮出來。
一方面,模具是決定組件注射成型成功與否的根本要素;另一方面,注射成型最大的“弊端”與成品的復(fù)雜程度也有一定關(guān)聯(lián)。用于生產(chǎn)醫(yī)療器械的鋼制模具、熱流道或冷流道模塊以及相關(guān)的過程自動化設(shè)備非常昂貴,成本是任何生產(chǎn)制造程序必須考慮的問題。
但是,高昂的初始加工成本不能單從成本角度來判斷,而應(yīng)當(dāng)根據(jù)模具生命周期中的投入來計算。由于注射成型(通常是液體注射成型)可以生產(chǎn)出大批量高完整性部件,從整個生產(chǎn)周期中每個工件的角度而言,加工成本是相對較低的。為了確保長期高效、高成本效益的連續(xù)生產(chǎn),醫(yī)療器械的初始設(shè)計必須要合理,并且還需要謹(jǐn)慎考慮模具設(shè)計、結(jié)構(gòu)及整個工藝過程的所有環(huán)節(jié)。
模具的效率取決于氣穴現(xiàn)象、分型線幾何學(xué)、門控、排氣、表面光潔度和支持性自動化等選項。確保器械足夠堅固以減輕原始硅膠固有的批間變化性非常重要,還需與泵、混合器、注射機(jī)、壓縮器、加熱和噴射組件等設(shè)備進(jìn)行無縫集成。
在加工方面,有幾個關(guān)注點。 部件厚度可能要有一定的限制,以避免收縮問題; 部件還可能需要額外的費用來進(jìn)行修邊操作。這兩個問題都可以通過醫(yī)療器械設(shè)計師和硅膠部件制造商之間的緊密合作來解決。例如,如果模具和工藝設(shè)備經(jīng)過專業(yè)設(shè)計,那么就可以基本避免毛邊的問題。
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結(jié)論
硅膠可以根據(jù)不同的配方設(shè)計來實現(xiàn)特定的性能、外觀或醫(yī)療特性,使其成為了生產(chǎn)多種醫(yī)療器械的理想材料。液體硅膠部件的注射成型可以制造出任何其他制造方法無法實現(xiàn)的復(fù)雜幾何形狀和設(shè)計。而優(yōu)于LIM的2C LSR技術(shù)則具有更多的優(yōu)勢,為零件設(shè)計開拓了無數(shù)的應(yīng)用可能性。
但要充分發(fā)揮硅膠注射成型的優(yōu)勢,就應(yīng)當(dāng)規(guī)避其存在的任何弊端。為此,供應(yīng)商必須對于生產(chǎn)硅橡膠部件和復(fù)雜醫(yī)療器械相關(guān)的各種細(xì)節(jié)有深刻的理解。為了實現(xiàn)最佳解決方案、延長產(chǎn)品壽命、衛(wèi)生設(shè)計、符合標(biāo)準(zhǔn)和成本效益,關(guān)鍵在于醫(yī)療器械設(shè)計師和硅膠部件制造商在初期就要保持緊密合作。
優(yōu)質(zhì)液態(tài)硅膠射出成型機(jī)生產(chǎn)制造廠家
德標(biāo)雙組份液態(tài)硅膠射出成型機(jī),不僅解決了精密射出、雙組份液態(tài)硅膠原料精密1:1計量與混合且采用立式結(jié)構(gòu),能夠自動、快速、批量生產(chǎn)出精準(zhǔn)的硅膠制品。
德標(biāo)液態(tài)硅膠注射成型機(jī)以射出成型為主,其生產(chǎn)速度快,加工程度低及廢料少等因素,在追求精度、速度、自動化的注塑生產(chǎn)工業(yè),是其未來導(dǎo)向趨勢。與一般塑料射出成型機(jī)最大的不同在于供料系統(tǒng),其余針對材料的特性改變料管、螺桿、模具及控制系統(tǒng)的設(shè)計,可達(dá)到一次成型、無廢料及自動化等優(yōu)點。
該成果產(chǎn)品采用存儲材料缸,液壓供料,壓力高,流量大,另外采用采用編碼器計量,計量精準(zhǔn),誤差可控制在千分之一,且能耗少,噪音低,產(chǎn)品硫化的過程供料系統(tǒng)完全處于待機(jī)工作狀態(tài),不耗電,液壓馬達(dá)采用知名品牌,三相異步6級馬達(dá),噪音低于30分貝,具有環(huán)保效能。
創(chuàng)新點:
1.閉環(huán)控制的計量輸送系統(tǒng),這樣的控制模式使送料系統(tǒng)的配比精度可以達(dá)到±1%以下。
2.液壓連續(xù)同步計量系統(tǒng),打破傳統(tǒng)的液壓控制方式,采用電機(jī)柱塞泵結(jié)構(gòu),同步結(jié)構(gòu)采用補償設(shè)計,保證設(shè)備的耐久性。
3.設(shè)備參數(shù)的數(shù)字化,傳統(tǒng)的送料機(jī)許多參數(shù)都沒有顯示,而該成果產(chǎn)品將原料的狀況進(jìn)行數(shù)字化監(jiān)測,并將壓力及輸出速度數(shù)字化,同時送料系統(tǒng)的氣壓系統(tǒng)采用電氣比例閥進(jìn)行數(shù)字化調(diào)節(jié)。
4.流量的閉環(huán)控制,在設(shè)計時不僅具備定量注射和分段注射的能力,而且更借助全新的流量閉環(huán)控制理念,對輸出的流量進(jìn)行閉環(huán)監(jiān)控,使注射精度大幅提高。
這種機(jī)器的結(jié)構(gòu)獨特,注射壓力大,A/B料的配比精密,注射輸出計量精度高,很適合醫(yī)療行業(yè)硅膠制品的生產(chǎn)。