Новости

Nov 26, 2023

Взвешивание: плюсы и минусы методов обработки медицинских полимеров

Автор: Дрю Роджерс 3 ноября 2017 г. 09:00 Дрю Роджерс, Треллеборг Силинг

Дрю Роджерс

3 ноября 2017 г.

09:00

Дрю Роджерс, Trelleborg Sealing Solutions, рассматривает экструзию и формование, а также преимущества и недостатки методов обработки медицинских силиконовых полимеров.

Благодаря совместимости с биологическими жидкостями, благоприятным тактильным, а также физическим, химическим и технологическим свойствам популярность силикона для использования в медицинских устройствах продолжает расти. Достижения в области архитектуры медицинских полимеров способствуют созданию новых медицинских устройств и имплантатов следующего поколения.

Объединение идеального сочетания материалов, конструкции компонентов и производственного процесса в правильных рамках соответствия нормативным требованиям является ключом к надежному обеспечению предполагаемого соответствия, формы и функций устройства. Опыт специалиста по переработке силикона и полимеров, а также комплексная проверка на ранней стадии концепции и разработки впоследствии отдают должное своевременному и плавному выходу на рынок и индустриализации. Мы рассмотрим преимущества и недостатки нескольких видов обработки силикона и медицинских полимеров.

1. Литье под давлением

Литье под давлением позволяет высокоэффективно производить в больших объемах компоненты очень сложной и замысловатой геометрии, в зависимости от сложности оснастки. Количество кавитации на пресс-форму варьируется от одной до нескольких сотен в зависимости от сложности детали и потребностей в производительности.

Деталь и применение могут быть изготовлены из жидкого силиконового каучука (LSR) в процессе литья под давлением жидкости (LIM). LSR потенциально может использоваться в сочетании с инженерным пластиком с использованием полностью автоматизированной установки для литья под давлением с двумя (или более) этапами.

В связи со сложностью готового продукта разработка пресс-формы из инструментальной стали, горяче- или холодноканальных блоков и оборудования для автоматизации процессов может оказаться дорогостоящей на начальном этапе. Однако при больших объемах и на протяжении всего срока действия программы стоимость оснастки на деталь может оказаться довольно низкой. Литье под давлением, и тем более LIM, позволяет производить детали с высокой целостностью в очень больших объемах.

Эффективность формования зависит от решений и выбора, сделанных при проектировании формы и процесса в отношении таких деталей, как кавитация, конструкция основного инструмента, литников, вентиляции, обработки поверхности и вспомогательной автоматизации. Его также необходимо будет легко интегрировать с оборудованием, которое перекачивает, смешивает, впрыскивает, сжимает, нагревает и выбрасывает.

Создание формы для уплотнения, которое будет использоваться в медицинском устройстве, обычно требует заблаговременного тесного сотрудничества между инженерными группами производителя устройства и поставщика уплотнений. Это обеспечит правильный выбор материала и соблюдение нормативных требований, одновременно сводя к минимуму вариативность, максимизируя выход продукции и снижая затраты за счет оптимизации геометрии уплотнения, оснастки и технологического процесса.

Преимущества литья под давлением

Недостатки литья под давлением

2. Компрессионное формование

Процесс компрессионного формования идеально подходит для деталей, размер которых превышает возможности экструзии или литья под давлением, а также для деталей средней сложности в небольших количествах. Этот процесс используется в медицинских целях, таких как диафрагмы для респираторного оборудования, манжетные уплотнения для баллонов и изолирующие бамперы, используемые для подавления вибраций.

Прессование также используется для изготовления деталей из термореактивных пластмасс. Сырьем для компрессионного формования служат либо гранулы, шпаклевочные массы, либо заготовки. Сырье помещается в открытую, нагретую полость формы, к которой прикладывается давление, заставляющее материал заполнить полость.

Преимущества компрессионного формования:

Недостатки компрессионного формования:

Еще одним вариантом производства небольших объемов резиновых деталей сложной геометрии является трансферное формование. Здесь эластомер сначала нагревается в контейнере, а затем вводится в горячую полость.

3. Экструзия

Силикон хорошо зарекомендовал себя как полностью инертный, биосовместимый и очень универсальный материал в медицинской экструзии. В медицинских устройствах все большую популярность приобретают как пероксидные, так и все более отверждаемые платиной силиконы, причем последний из-за его повышенной чистоты и более быстрого производственного цикла. Благодаря достижениям в области термопластичных полимеров, таких как полиэфирэфиркетон (PEEK), полиуретаны и полиолефины, пластиковые трубки заменяют металлические трубки во многих медицинских устройствах. PEEK — отличная альтернатива нержавеющей стали, поскольку он очень прочный и имеет низкий коэффициент трения. Аналогичным образом, как PEEK, так и полифенилсульфон (PPSU) используются для имплантируемых компонентов длительного действия из-за их биосовместимости.