5 نوع قالب تزریق پلاستیک که در فن آوری تجهیزات پزشکی استفاده می شود
قالب سازی پلاستیک کاربردهای زیادی در بخش پزشکی دارد و فرآیندی محبوب برای تولید انواع محصولات پلاستیکی است. این تجهیزات به کمک روش قالب تزریق پلاستیک برای تولید انبوه قطعات پلاستیکی یکسان انجام می شوند. قالب تزریق پلاستیک یک فرآیند تولیدی است که امکان ایجاد اجزای پیچیده در حجم های بالا با سطح فوق العاده ای از سازگاری و دقت را فراهم می کند.
فرایند قالب تزریق پلاستیک در تولید تجهیزات پزشکی چگونه است؟
این فرآیند با تزریق مواد مذاب به داخل قالب، قطعاتی را تولید می کند و می توان آن را با بسیاری از مواد مختلف - فلزات، شیشه، الاستومرها، و پلیمرهای ترموپلاستیک و ترموپلاستیک انجام داد.این محبوب ترین و همه کاره ترین فرآیند برای تولید محصولات پزشکی در اشکال، اندازه ها و ابعاد مختلف است.
قالب تزریق پلاستیک انعطاف پذیری را در شکل، وزن و اندازه ارائه می دهد و در نتیجه جایگزینی برای بسیاری از روش ها و مواد سنتی فراهم می کند و مرزهای ساخت قالب و قالب سازی پلاستیک را گسترش می دهد.
بخش هایی از فرآیند
یک دستگاه تزریق از سه جزء اصلی تشکیل شده است - قیف تغذیه، پیچ و بشکه گرم شده.
گلوله ها به قیف وارد می شوند که رزین را به پیچ پلاستیکی می رساند.
پیچ می چرخد و گلوله ها را به کانال های خود وارد می کند. پلیمر حرارت داده می شود، مخلوط می شود، فشرده می شود و ذوب می شود و - وقتی مواد کافی در جلوی نازل تزریق جمع شد - پیچ متوقف می شود.
سپس پلیمر مذاب به داخل قالب تزریق می شود - معمولاً فولاد یا آلومینیوم که با ماشینکاری دقیق انجام شده است تا ویژگی های قطعه مورد نظر را تشکیل دهد.
در فرایند ساخت قالب از قالب های آلومینیومی اغلب برای تعیین اشکال در فرآیند قالب تزریق پلاستیک استفاده می شود. همانطور که ماده جامد می شود، منقبض می شود، بنابراین مواد بیشتری به داخل قالب رانده می شود و پس از تنظیم، حفره قالب از سیستم تحویل مذاب جدا می شود. با کاهش دمای مواد، فشار در حفره به تدریج کاهش می یابد. زمانی که به سطح ایمن رسید قالب باز می شود و قطعه بدون آسیب خارج می شود و برای شلیک بعدی دوباره قالب بسته می شود.
این فرآیند به این صورت است که دانه هایی از مواد یا پودر را می گیرد و آن را تحت حرارت و فشار قرار می دهد تا آن را به حالت مایع یا مذاب تبدیل کند و سپس مواد را به یک حفره وادار می کند و آن را برای چند ثانیه نگه می دارد تا مواد سرد شود. معمولا، تولید یک قطعه تنها چند ثانیه طول می کشد
کاربردهای میکرو قالب تزریق پلاستیک
میکرومولدینگ یا قالب تزریق پلاستیک میکرو، فرآیند را حتی کوچکتر می کند. این یک فرآیند ساخت بسیار تخصصی است که قطعات ترموپلاستیک با دقت بالا را تولید می کند و فرآیندهایی با تحمل میکرون دارد.
این می تواند قطعات کوچک را به طور مکرر و با همان دقت تولید کند و امکان هندسه های پیچیده و کیفیت سطح بالا را فراهم می کند.
قالب تزریق پلاستیک میکرو به اجزایی اطلاق می شود که با استفاده از فرآیند قالب گیری تزریقی تولید می شوند، اما در مواردی که ابعاد فیزیکی قطعه در حال تولید بسیار کوچک است. به طور معمول، تعدادی از ابعاد کمتر از 1 میلی متر یا زیر میلی متر هستند - به عبارت دیگر، در مقیاس میکرون.
این فرآیند یک روش تکرار مهم است که برای انتقال دقیق الگوها از قالبی که دارای ویژگی های مقیاس میلی متری تا زیر میکرومتری است به قطعات پلیمری استفاده می شود. این امر با دستکاری مذاب های پلیمری با ویسکوزیته پایین و دمای بالا از طریق یک پیچ تزریق یا سیستم پیستون به دست می آید. به ویژه برای ایجاد اجزای میکرو یا قطعات پلیمری با ویژگی های میکرو و نانومقیاس، مانند دستگاه های میکروسیال، میکروسوزن ها و چرخ دنده های میکرو مفید است.
مجدداً قالب با حفره ای به شکل قطعه مورد نیاز ایجاد می شود و یک ترموپلاستیک یا رزین به سرعت به داخل حفره تزریق می شود و قطعه را با سرعت بالا ایجاد می کند. میکرو قالب گیری دو شات توانایی قالب گیری همزمان دو ماده مختلف را در یک قسمت ارائه می دهد. این اجازه می دهد تا دو رزین ترموپلاستیک مختلف به طور همزمان شلیک شوند، بنابراین تنها یک چرخه قالب مورد نیاز است.
دستگاه های میکروسیال - مانند فناوری های ارگان روی یک تراشه - برای قالب گیری میکرو مناسب هستند : اغلب می تواند خواص آرایشی و عملکردی ارزشمندی را ایجاد کند و همچنین نیروی کار را کاهش دهد و قطعه را قوی تر کند.
از قالب تزریق پلاستیک میکرو می توان برای تولید قطعاتی استفاده کرد که سانتی متر اندازه گیری می کنند، اما دارای ویژگی هایی در مقیاس میکرونی در یک سطح خاص هستند. نمونه خوبی از چنین مولفه ای یک تراشه میکروسیال است که برای کاربردهای تشخیص پزشکی استفاده می شود.
این تراشه خود می تواند سانتی متر را اندازه گیری کند، اما یک سطح بسیار مسطح کانال ها، ستون ها و ویژگی های مخزن دقیقی دارد که همگی در مقیاس زیر میلی متری هستند.
چنین قالب سازی دقیقی برای ساخت قطعات پزشکی با ویژگی های بسیار کوچک مفید است - به عنوان مثال، میکرواپتیک برای تشخیص پزشکی، ابزارهای جراحی آندوسکوپی و کم تهاجمی، و کاربردهای میکروسنسور.
ذکر شده است که تزریق میکرو پلاستیک در حال حاضر فناوری با بیشترین پتانسیل آینده برای ساخت قطعات پلاستیکی با وزن کمتر از 1 گرم و با تحمل در محدوده 10-100 میکرومتر است.
مزیت اصلی این فرآیند برای صنعت تجهیزات پزشکی این است که می تواند به سرعت مقادیر بسیار زیادی از اجزای بسیار دقیق را با قیمت های رقابتی تولید کند.
همانطور که کوچک سازی محصولات محبوب تر می شود، نیاز به اجزای ریز قالب افزایش می یابد و این تکنیک به طور فزاینده ای فراگیر می شود.
**سازندگان قراردادی از چندین تکنیک قالب تزریق پلاستیکی برای ایجاد قطعات دستگاه پزشکی مناسب برای طیف وسیعی از کاربردهای مختلف استفاده کردند. مانند محصولات مصرفی، فناوری تجهیزات پزشکی با پیشرفته تر شدن فرآیندهای تولید کوچک تر می شود و قالب تزریق پلاستیک اجازه می دهد اندازه قطعات با این تقاضا برای دستگاه های کوچک تر همگام شود.**
اما چندین تکنیک وجود دارد که توسط شرکت هایی که این قطعات را برای دستگاه های پزشکی تولید می کنند و همچنین مواد خاصی که برای برخی روش ها مناسب تر از روش های دیگر مانند فلزات و کامپوزیت ها هستند، استفاده می کنند.
از قالب سازی دیواره نازک با پلیمرهای کریستال مایع (LCP) تا تکنیک پرینت سه بعدی شناخته شده تر، به پنج نوع فناوری قالب تزریق پلاستیک مورد استفاده برای تولید دستگاه های پزشکی نگاه می کنیم.
پنج نوع قالب تزریق پلاستیک مورد استفاده در تجهیزات پزشکی
1. قالب سازی دیوار نازک
دیوارهای نازک می توانند هم مزیت عملکردی داشته باشند و هم راحتی بیمار را در مورد وسایل پزشکی خاص بهبود بخشند.
این اصطلاح به سادگی به معنای ایجاد دیواره های دستگاه به گونه ای است که آنها را نسبت به کل قطعه نازک می کند، اما در عمل این به معنای دیواره های نازک تر از 1 میلی متر است.
این تکنیک به تجهیزات قالب تزریق پلاستیک منظم نیاز دارد، اما برای اینکه دیوارها یکپارچگی ساختاری خود را حفظ کنند، مواد پایه مورد استفاده پلاستیک هایی مانند LCP، پلی پروپیلن و نایلون هستند – اگرچه سیلیکون و فلز نیز می توانند به این روش قالب گیری شوند.
انتخاب مواد به دستگاهی که تولید می شود بستگی دارد و در سطوح مختلف فشار و دما تحت آزمایش قرار گرفته است تا اطمینان حاصل شود که آنها می توانند کار را انجام دهند.
دیواره های نازک اغلب در دستگاه های پوشیدنی و ابزارهای میکرو جراحی یافت می شوند، اما می توانند در تجهیزات تهاجمی مانند ابزارهای ابلیشن کاتتر و آندوسکوپ ها نیز استفاده شوند.
2- قالب تزریق پلاستیک به کمک گاز
هنگامی که قطعات با قالب تزریق پلاستیک منظم ایجاد می شوند، خطر ایجاد لکه های سینک وجود دارد که باعث می شود محصول نهایی ناخوشایند و به طور بالقوه ساختاری ضعیف تر از آنچه که باید باشد به نظر برسد.
دلیل این اتفاق این است که هنگام تزریق رزین، نواحی ضخیم قالب کندتر از قسمت های نازک خنک می شوند و بدون فشار کافی برای بسته بندی محکم این نواحی روی دیواره ها، توزیع ناهموار می تواند باعث ظاهر فرورفته شود.
قالب تزریق پلاستیک به کمک گاز برای حل این مشکل با عبور گاز (معمولاً نیتروژن) از طریق کانال های تعبیه شده در قالب استفاده می شود.
گاز یک مسیر توخالی را در وسط این بخش های ضخیم تر ایجاد می کند و فشار لازم برای فشار دادن رزین به دیواره های قالب را ایجاد می کند و یک قسمت صاف را ایجاد می کند که از نظر ساختاری سالم است و هیچ رد فرورفتگی ندارد.
این روش برای ایجاد قطعات پیچیده بدون هیچ گونه ایراد بصری استفاده می شود، اما چون فشار وارد شده توسط گاز اگر در یک خط نسبتا مستقیم جریان نداشته باشد کاهش می یابد، برای قطعات با گوشه های تیز در طراحی آنها توصیه نمی شود.
3. چاپ سه بعدی
قابل تشخیص ترین تکنیک در این لیست، پرینت سه بعدی است که از نظر فنی شکلی از قالب گیری تزریقی نیست، اما تمایل دارد از آن برای ایجاد نمونه های اولیه برای آزمایش یک طرح قبل از تولید با استفاده از قالب گیری تزریقی استفاده شود.
روش چاپ سه بعدی همچنین می تواند برای چاپ قالب های تزریق واقعی، با استفاده از پلاستیک یا فلز مورد استفاده قرار گیرد، اما فناوری موجود در حال حاضر به اندازه کافی برای چاپ با تلورانس قطعات باریک مورد نیاز در قالب تزریق، پیشرفته نیست - اگرچه بسیاری انتظار دارند این در آینده تغییر کند.
برای برخی از قطعات تجهیزات پزشکی، فلز برای ایجاد قالب برای فرآیند قالب گیری تزریقی ضروری نیست، بنابراین معمولاً از چاپ سه بعدی برای ایجاد قالب از پلاستیک استفاده می شود.
4. قالب تزریق فلز
اگرچه قالب تزریق پلاستیک سنتی و حتی قالب تزریق گاز کاربردهای متعددی در تولید تجهیزات پزشکی دارند - گاهی اوقات اندازه کوچک همراه با قابلیت مانور و خواص مکانیکی قوی، استفاده از فلز را بر روی پلاستیک ضروری می کند.
در قالب تزریقی فلز، پودری از ترکیب مورد نظر فلزات با استفاده از فناوری اتمی سازی ایجاد می شود و این پودر به شکل گلوله مانندی به نام مواد اولیه تولید می شود که شامل یک ماده اتصال دهنده پلاستیکی است تا ماده در طول تزریق آسان تر قالب گیری شود. روند.
هنگامی که مخلوط تزریق می شود، بایندر با استفاده از حلال، کوره های حرارتی، فرآیند کاتالیزوری یا ترکیبی از روش ها حذف می شود و تنها فلز باقی می ماند و در نتیجه چگالی نزدیک به 100 درصد حاصل می شود.
5. قالب تزریق پلاستیک سیلیکون مایع
در حالی که عفونت های منتقله از سطح زمین یک نگرانی عمومی در بیمارستان ها است، برخی از دستگاه های پزشکی مانند لوله ها و ماسک های تنفسی نسبت به سایرین نیاز بیشتری به رعایت بهداشت دارند.
قالب تزریق پلاستیک سیلیکون مایع به دلیل مقاومت شیمیایی ماده لاستیک مانندی که با این روش تولید می شود و همچنین استفاده از یک اتاق تولید تمیز برای این گونه دستگاه ها استفاده می شود تا هوای محیط با قالب تماس پیدا نکند و گرد و غبار و گرد و غبار و گرد و غبار را در خود جای دهد. رطوبت را در مخلوط به هنگام سفت شدن وارد کنید. مزیت دیگر این است که سیلیکون از نظر بیولوژیکی بی اثر است، به این معنی که با بافت بیولوژیکی واکنش نشان نمی دهد و می تواند به طور ایمن در بدن کاشته شود. ماده اولیه اولیه برای لاستیک سیلیکون ماسه یا دی اکسید سیلیکون است که به سیلیکون خالص تبدیل می شود و با متیل کلرید واکنش می دهد و پس از آن بسته به خواص مورد نظر برای سیلیکون از مراحل مختلف پردازش استفاده می شود.
در آخر
حال که کاربردهای قالب تزریق پلاستیک در تجهیزات پزشکی در سطح جهانی آشنا شدید لازم می دانم یک شرکت ایرانی در زمینه قالب سازی و ساخت قالب به شما معرفی کنم. شرکت قالب سازی فن آور پلاستیک در زمینه ساخت قالب تزریق پلاستیک می تواند بالاتری کیفیت در سطح جهانی با بهترین قیمت را به شما ارائه دهد. برای کسب اطلاعات بیشتر و دیدن نمونه کارهای شرکت و نحوه فعالیت و همکاری، می توانید به سایت شرکت مراجعه فرمایید.
