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醫療注(zhù)塑產品二次注塑應該注意哪些問題
返回列表 來源: 發布日期: 2022.06.02

在全世界疫情常(cháng)態化的情況,我們國內的疫情控(kòng)製的比較(jiào)到位。有些地區還是偶爾零星爆發下,但(dàn)是這不影響我們的日常生活、生產,目(mù)前國(guó)內的物流都恢複正常,疫情的發生給醫療係統帶來不小(xiǎo)的麻煩,隨之醫療(liáo)器材消(xiāo)耗品也在不斷增長,這也給注(zhù)塑行業帶來一些改變,很多注塑行業轉型生產醫(yī)療相關的產品,下麵(miàn)小編就講講二次注塑運用在 醫療注塑件產品上應該注意(yì)的一些問題。


二次注塑不僅可使器(qì)械表(biǎo)麵充滿柔(róu)感,還可以增加產品功能性與附加值。

在過去10年中,二次注(zhù)塑技術已經徹底改變了(le)消費品審美標準、設計思路和功能要求。醫療器械製造(zào)商也認識(shí)到該技術的(de)潛在優勢,不斷擴大它在醫療領域中的應用。

二次注塑技術以創造“柔感表麵”而聞名,但(dàn)它還有許(xǔ)多其他功能(néng),例(lì)如:人體工學設(shè)計、雙色外觀、品(pǐn)牌標識以及特性改進。利用這項技術,可(kě)以增加產品(pǐn)的功(gōng)能(例如:減噪、減震、防水、防撞(zhuàng))和附加值。

二(èr)次注塑與共(gòng)注(zhù)塑、雙注塑(sù)及夾層注塑(sù)一(yī)樣,都屬(shǔ)於多材(cái)料注塑技術。多材料注塑(sù)的(de)基本思路是將2種或多種不同特性的材料結合(hé)在一起,從而提高產品價值。在本文中,第一種注入材料(liào)稱為基材或者基底材料,第二種注入材料稱為覆蓋材料。

一、各種二次(cì)注塑(sù)技術(shù)

在二次注塑過程中,覆蓋材料注(zhù)入基材的上方、下方、四周或者內部,組合成為一個完整(zhěng)的部件。這個過程(chéng)可通過多次注塑或(huò)嵌入注塑完成。通常使用的覆蓋材料為彈性樹脂。

① 多次注塑:

如果覆蓋材料的構造允許的話,多次注塑是一種很好的醫療(liáo)器械加工方法。該技術需要配(pèi)備有多個機筒的特殊注塑機,以便將不(bú)同的樹脂注入一(yī)個注(zhù)塑模具。機(jī)筒應並排或呈L型放置,由(yóu)一(yī)個或多個注入點(diǎn)將(jiāng)樹脂注入模具。使用同一個注入點時,稱為共塑,生產的複(fù)合部件為被外層包覆的核心樹脂材料(liào)。使用多個注入點時,稱為二(èr)次注塑(sù),一(yī)種材料在另一(yī)種材料上麵成型,產生多(duō)層結(jié)構。

但是多次注塑並不適用於所有產品。二(èr)次注(zhù)塑時,必須(xū)移動(dòng)滑塊或(huò)將模芯移至另一個模腔(qiāng),還有一個方法是將模芯送入(rù)另一台注塑機。

② 嵌入注(zhù)塑:

要生產完全覆蓋的注塑手柄這(zhè)類產品,就需要使用嵌入注塑。為了達到完全覆(fù)蓋,基材必須從原來的模腔中移出,放入另一(yī)個模芯和模腔,以便注入覆蓋材料。在此過程中,另一個模具(jù)應該同(tóng)時在同一台或另一台不同尺寸的注塑機(取決於注塑件大小)上運轉。通常(cháng)基材要比覆(fù)蓋材料大(dà)得多,並且可能需(xū)要預熱(rè),使表麵(miàn)溫度接近覆蓋材料的(de)熔點,從而獲得最佳粘合強(qiáng)度。
模內組(zǔ)裝

二次注塑有時被稱為(wéi)模內組裝,因為兩種(zhǒng)材料最(zuì)後完全組合(hé)在(zài)一(yī)起,而不僅僅是產生分層結構,不管是單獨部件或是組件(jiàn)材料,都可采(cǎi)用此技術。無論應用為何,確保基材和覆蓋材料達(dá)到所需(xū)的機械或化學粘合強度(dù)都是(shì)至關重要的。

二、多材料注塑的注意(yì)事項(xiàng)

一般來說,若要強化粘合度,覆蓋材(cái)料樹(shù)脂的熔化溫度應與基材相同。如果覆蓋材料(liào)的熔化溫度過低,就無法熔化基材(cái)表(biǎo)麵,二者之間的粘合則不夠堅(jiān)固。但或(huò)熔化溫度過高,基材就會軟化變形(xíng),嚴(yán)重時(shí),覆蓋材料會穿透基材,導致部件加工失敗。

因此,選擇匹配的材料才能保證良好的粘合。一般而言,匹配材料應具有相似的化學特(tè)性或(huò)者含(hán)有匹配的複合成分。基材與覆蓋材料(liào)不匹配時,通(tōng)常(cháng)隻能形成機械聯鎖作用,而非化學粘合。

多材料注(zhù)塑還需注意一些問題,最常(cháng)見的包括:聚合物之間的化學或機(jī)械粘合強度不夠(gòu)、單個或多個部件材料填充不完全,以及單個或(huò)多個材料部件(jiàn)出現毛邊閃蒸(zhēng)。

注塑機必需保持注塑一致性。此外,注塑機料筒的射量與注塑件尺寸的比值亦是影響注塑質量(liàng)的重要因素。該比值對於所有注塑操(cāo)作都十分關鍵,在二次注塑中尤為重要。止逆裝置可以像水閘般分(fèn)隔覆蓋(gài)材料,二次注塑材料均為(wéi)金屬時止逆(nì)裝置操作較容易,若是金屬基材和(hé)較為有彈性的塑料,止逆裝置操作就比較困(kùn)難(nán)。

三、材料(liào)選擇

二次注塑樹脂材料的選擇有(yǒu)多種因素,一(yī)方麵要取決於基材特性,另一(yī)方麵則取決於應用性能。

具體來說,有(yǒu)以下幾點:

耐化學腐蝕性(符(fú)合清洗與其他操作(zuò)要求)。
阻燃性(符合生 態環保等要求)。生態環保標識是表明產品符合環境與社會(huì)標準的標誌。
耐(nài)磨蝕度(以免凹陷或脫落)。
肖(xiāo)氏硬度(符合柔感或其他要求)。
醫療規範(FDA、USP Class VI、ISO10993及生物相容性要求)。
滅菌種類(蒸汽、伽瑪射線等)。
耐衝擊性(符合結構要求)。
熔點(符合應用溫(wēn)度要求,不會軟化或變形)。
粘合方式(兩種材(cái)料不匹配時形成(chéng)機(jī)械聯鎖作用,兩種材料匹配時形成化學粘合)。

在(zài)過去的5-8年間,覆蓋材料有了很大發展,已經(jīng)研(yán)發出多種彈性樹脂。比如,熱塑(sù)性聚亞安酯(TPU)、苯乙烯-乙烯(xī)/丁烯-苯乙烯聚合物(SEBS)、共聚酯、共聚(jù)酰胺、熱塑橡膠(TPR)以及熱塑硫化橡(xiàng)膠(TPV)。實際應用中,一般選擇(zé)與聚丙烯基材粘合(hé)度較好的(de)新型聚丙烯類樹脂。

這些材料的肖氏硬度差(chà)異很大。一般而言,材(cái)料的(de)硬度越高,耐磨蝕性越(yuè)強(qiáng)。材料的紋理也會(huì)影響硬度。由於在耐受性(xìng)測試中(zhōng),耐磨蝕(shí)性較強的材(cái)料損失較少,例如,進(jìn)行(háng)旋壓砂輪測試時,硬度大的樹脂磨損要少,因而應(yīng)用時常選擇耐磨蝕性能強的材料。

SEBS樹脂硬度很低,不到Shore A 30,TPU樹脂硬(yìng)度約為Shore A 60,與人手軟硬度差不(bú)多。過去(qù),一般通(tōng)過(guò)添加增塑劑或(huò)礦物油(yóu)來降低(dī)硬度。但是,這些添加劑在清洗或使用時(shí)會析出(chū)(或稱為霜化),不符合醫療應用的要求。

由於二次(cì)注塑樹脂材料(liào)的發展,基材的選擇範圍也日益廣泛,目前已包(bāo)括:丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚碳酸酯和尼龍。材料範圍的擴大為柔感設計提供了更多的空(kōng)間。但新型材料的應用也帶來了新(xīn)的問題,例如:材料粘合、部件設計以及模具操作等等。

四、工藝設計注意事項

在二(èr)次注塑的工藝設計中,止逆(nì)裝置、射嘴孔、出風口以及模(mó)具表麵紋理是關鍵的要素。

基(jī)材與覆蓋材料之間的止逆(nì)裝置對於粘合(hé)效(xiào)果極為關鍵,應(yīng)避免讓射(shè)出的覆蓋材料(liào)逐漸變薄或起毛邊。覆蓋材料太薄,會導致粘(zhān)合不牢、脫膠與卷邊。良好的止逆裝置設(shè)計應將覆蓋材料與基材明(míng)顯隔開。

射嘴孔設計對於二次注塑的成功同樣重要。流道長度與壁厚比值(zhí)是影響(xiǎng)粘合效果的主要(yào)因素。根(gēn)據經驗,該比值不應超過150:1,開發新工藝設(shè)計時比值應保持在80:1左右。

為了盡(jìn)量縮短流程,射嘴孔應設置在壁厚最大的位置。使用(yòng)TPE樹脂時,要注意射嘴孔徑大小。TPU等材料需要大口徑(jìng)射嘴,以(yǐ)適應較高(gāo)的粘度,防止剪切力過高(gāo)而發生材料降解。SEBS等材料需要較高的剪切速度以獲得最佳的流速(sù)。較好的辦法是(shì)在最初階段使用(yòng)小口徑射嘴,初次采樣後再調整射嘴大小。

與射嘴(zuǐ)孔一樣,出風口也是(shì)影響粘合效果(guǒ)的重(chóng)要因素(sù),如何控製空(kōng)氣餘量是一大難題,如果控製不好,就可能出現粘合不牢(láo)、充填毛邊的現象。出風口(kǒu)的深度(dù)對於防止毛(máo)邊極為關(guān)鍵,根據覆蓋(gài)材料粘度的不同,出風口(kǒu)的深度應該在0.0005-0.001英寸之間。

對於某些部件設計,可以采用裝飾性表麵紋理 ,以便於製品頂出。大多數TPE材(cái)料易粘附於模麵,這(zhè)是因為此類材料具有金屬親合性,或(huò)是因為在(zài)開模時材料(liào)與模麵之間形成了真空(kōng)。由(yóu)於許(xǔ)多材料在製品頂出後還未形(xíng)成穩定的化學粘合,如果與模麵(miàn)粘附,就會極大地影響粘合效果。這表示部件(jiàn)加工完畢後必須小心處理,如果需要(yào)進行粘合測(cè)試,就要(yào)等待24小時後才能進行,以便材料(liào)可(kě)以形成穩定的化學粘合。

當模麵與開(kāi)模方向(xiàng)平行時,如果拉力不夠,也會發生粘附。此外,模麵鍍層也有助於部件頂出。

另外,表麵紋理設計也需要仔細斟酌。表麵紋理會影響覆蓋材料的柔感、手感與厚(hòu)度。合適的壁厚與表麵紋理設計可相輔相成,有助於(yú)獲得所需的加工特性。通常,材料硬(yìng)度越低越柔(róu)軟。優化表麵紋(wén)理可減少注塑瑕疵,並改善產品手(shǒu)感(gǎn),摸上去比實際硬度更為柔軟。

五(wǔ)、結論(lùn)

在過去10年間,二次注塑伴隨著材料技術的(de)進步而(ér)不斷改進,為醫療器械應(yīng)用帶來了(le)新(xīn)的發展和創造。它不僅可以生產具有柔感的表麵,還能夠在很多方麵改善產品設計性能,例如:美化外觀、增加功能、品(pǐn)牌標識、提高附加值等等。作為一種多(duō)材料注塑技(jì)術,二次注塑可(kě)以讓醫療器械OEM製造(zào)商將2種或多種不同特性的材料結合在一起,從而提高產品價值。
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