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医疗设备怎么样选择工艺材料
-医疗设备工业设计公司必须知道的几个点
2020/01/09

大型热塑性树脂供给商能够在这一范畴中提供十分大的协助。他们不只是这一范畴的资料专家,而且具有精深的加工学问和珍贵的行业经历,能够为医疗器械消费企业打造多种优势。此类加工专业学问来源于内部研发和测试活动,以及与客户共同展开应用开发工作的经历积聚,从而助力设备制造商完成消费流程的最优化。


加工工艺优缺点对比


每一种塑料加工工艺都有优势和优势。真正应战在于依据所需零件、设备性能、设计规格、资料的物理和机械性能、外观效果、消费数量、二次操作以及加工工厂的才能等各种参数,肯定适用于某一详细应用的最佳加工方式。



多种可变要素的存在会使工艺挑选流程变得十分复杂。SABIC等大型热塑性资料供给商能够给予专业的挑选指导,提供各种资源协助客户确认适宜的加工方式、并对其停止优化处置以匹配详细的应用。此类资源包括加工设备、应用测试、实验室设备以及详细资料的性能数据。



除了提供现有加工技术支持,资料供给商还努力于完成工艺晋级和完善。此外,他们助力开发全新的加工方式,攻克当前经济或技术的限制,推进新型零部件的消费进程。





标准注塑成型工艺

由于传统加工方式注塑成型工艺用处极为普遍,而且可以提供高尺寸精度和高产出率,其在医疗器械消费行业中仍然广受欢送。这一工艺可用于消费多种产品,包括吻合器和穿刺器等手术器械以及大型诊断设备外壳。




除了以上优势,注塑成型工艺还可以帮助器械生产商解决医疗领域一些极具挑战性的难题:

有助于提高患者治愈率:

对于注射笔以及带有可移动精密零部件的自动注射器等药物输送装置而言,注塑成型工艺可以提供精确用药剂量所需的高精度,从而确保获得良好的治疗效果。

 


降低成本:

通过整合零部件和取消二次操作步骤,采取注塑成型工艺打造的产品设计有助于降低底盘和骨架等固定设备所需组件的使用成本。

 

提高可用性:

薄壁注塑成型工艺有助于减轻便携式医疗器械的重量,为医护人员及患者运输和操作器械提供了便利性。采用注塑成型工艺首先需要考虑系统成本。尽管前期注塑成型模具成本较高,但极高生产成型效率、长时间的模具使用寿命以及高产量生产等经济优势,也在一定程度上抵消了模具成本过高的不利影响。


另一个因素是设计自由度。器械设计师可以从多种适用于注塑成型工艺的树脂和树脂复合材料进行选择。此类材料包括聚碳酸酯(PC)、 聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(PC/ABS)以及适用于发泡成型的改性聚苯醚。能够在高压蒸煮灭菌等苛刻条件下重复使用,提供固有润滑性或高模量的特种复合材料,从而为设计师提供更多的选择。



处理温度、压力和树脂含水量等可变因素以及设计规格和设备能力都会影响产量和质量。例如,需要进行具体分析和测试来确保多穴模具中零部件之间的一致性,控制薄壁制品的翘曲度和扩大流动区域,同时实现零部件所需的复杂性能特征。



这正是材料供应商投资工艺开发能够为器械生产商提供的主要优势——节约时间并避免出现代价高昂的失误。大型供应商了解现有注塑成型技术的应用范围和局限性,可以采用自有技术资源来克服这些障碍,从而帮助客户达到目的。


特殊注塑成型工艺

高级注塑成型技术有助于满足医疗器械所需的特殊性能要求、外观效果以及加工需求。


气体辅助注塑成型工艺


作为传统注塑成型工艺的晋级版本,气体辅助注塑成型工艺需求将紧缩氮气注射入模具内部。氮气流经固定渠道,经过构成中空区域来取代零部件较厚部位的树脂资料。采用这项工艺制造的零部件重量减轻、模内应力降低、壁厚度平均性进步、尺寸稳定性也进一步提升。



此外,气体辅助注塑成型工艺还有助于减少缩痕产生,从而完成优质的外表平整度。这项技术处理了复杂几何外形零件无法在传统单一零件成型工艺停止消费的问题。这种注塑成型工艺能够提供出色的经济优势,例如减少资料耗费量和缩短消费周期时间,从而有助于进步消费效率。



作为一项先进工艺技术,气体辅助注塑成型工艺能够经过轻量化和人体工学设计来改善医疗器械可用性。典型应用场所包括用于牵开和嵌入处置的不锈钢手术器械。除了更佳的人体工学设计,采用气体辅助注塑成型工艺消费的零部件,还能够省略采用外部增强筋促进成型的步骤,打造更为平整的外表,进步清洁便利性并减少可能增加感染几率的人体组织堆积。



采取气体辅助注塑成型工艺的留意事项包括精确定位气体通道、调理零部件中控区域快速冷却过程(零部件内外部均需求停止冷却处置)。



确认适用于这项特殊工艺的资料需求从资料供给商寻求相关倡议。此外,消费优化则需求器械消费企业、注塑工厂和树脂供给商的协作配合。




快速冷热成型工艺


模具温度对提升注塑成型零部件表面质量发挥着重要的作用。在注塑成型周期中,快速冷热成型技术可以对模具表面温度进行热循环控制。这需要在注塑前采用过热水系统或感应线圈等特殊设备加热模具表面,使其温度升高至材料的玻璃转化温度(Tg)以上。树脂注射入模腔之后,模具需要在成型部件顶出脱模之前进行快速冷却降温。





借助这项工艺, 玻纤加强资料可用于打造高树脂含量外表,从而消费出对外表光泽度有较高请求的零部件。采用玻纤加强成型加工的零部件具有优质外表平整度,有助于省略喷涂步骤。高质量外表能够提升家用器械对患者的吸收力并加强市场竞争力。



此外,零部件内应力降低也是快速冷热成型工艺的另一项优势。内应力降低能够取得更佳的耐开裂性,特别是在需求运用化学清洗剂预防医院取得性感染(HAI)的应用场所。适用于快速冷热成型工艺的树脂包括玻纤填充聚碳酸酯和聚醚酰亚胺以及特种复合资料。SABIC等具有全球应用开发中心的资料供给商能够为客户提供有助于他们高效应用快速冷热成型工艺的丰厚资源。



二次成型工艺(二次注塑成型)



假如单一热塑性塑料资料无法满足零部件的请求,能够应用机械紧固、溶剂粘合、焊接、胶粘和按压式卡扣装配等技术接合两种或多种热塑性塑料资料。但是,此类二次操作特别消耗时间,而且也增加了本钱、影响了消费率。




在刚性基材上直接停止热塑性弹性体或液体硅胶(LSR)二次注塑成型能够防止二次操作步骤。只需两种资料互相兼容,还可以取得较高的粘结度。这项工艺有助于提升医疗器械的人体工学性能和平安性能,而且可以提供良好的外观效果。弹性体资料的不同感官效果(握感、触感、质地等)为器械消费商提供了多样化选择。降噪减震专用资料同样能够供给,而且其中的多款资料具有多种颜色可供选择。






应用例子包括消费手术器械或便携式设备(例如除颤器)的手柄以及有助于保证患者平安和行走稳定性的耐用医疗设备(助行器、拐杖等)的温馨防滑区域。



与传统设计和加工工艺有区别的是,二次成型必需可以满足两项资料的不同收缩特性。弹性体呈现明显收缩能够经过运用高模量基板资料、在基板资料中制造增强筋停止一定水平的缓解。






增量制造技术

作为一项推翻性技术,增材制造以数字文件为根底,经过塑料资料逐层堆积生成三维(3D)物体。这项技术在医疗器械应用范畴具有多种潜在优势,其中包括制定患者特异个性化治疗计划、经过取消模具降低运用本钱、提供广泛的设计自在度等。采用增材制造消费的创新零部件,例如用于复杂手术诊断或指导的骨骼和器官模型、定制化模型和假肢、医用和口腔植入体等,为医疗行业带来了宏大优势。


增材制造目前在医疗器械中的应用主要集中在原型设计和个性化、定制化零部件消费。增材制造将来也将有望应用于大范围消费,但面临的一个应战是需求将树脂和树脂复合资料停止特殊加工处置以顺应这种工艺流程。医疗器械设计师需求确保他们所选择的资料可以契合来源、监管链、测试、法规遵照以及供给链等方面的严厉规范。当然,这些资料还必需可以满足生物相容性和灭菌相容性等医疗行业根本需求,而且必需适用于增材制造消费方式。

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