Сложности пластика

Норберт Воробей | 08 июня 2023 г.

Итак, вы в значительной степени разработали дизайн вашего продукта и выбрали материалы со свойствами, необходимыми для применения, но некоторые пластиковые детали необходимо соединить. Вы можете обнаружить, что рассматриваемая вами технология соединения не работает с этими конкретными материалами, и это проблема. «Выбор идеального материала в ходе цикла разработки продукта, который невозможно переработать в нужную вам конструкцию, определенно является проблемой», — сказал PlasticsToday Джефф Эллис, доктор философии, старший технологический руководитель EWI. Решение, добавил он, состоит в том, чтобы в начале проекта параллельно учитывать дизайн, материалы и обработку.

EWI — это инженерно-консультационная компания, целью которой является помощь клиентам в решении сложных производственных задач. Одной из областей ее специализации является сварка и соединение различных комбинаций материалов с использованием ряда технологий. В идеале инженеры будут думать о процессе, дизайне и материалах одновременно на начальном этапе проекта, но это не всегда происходит и, если констатировать очевидное, это становится довольно сложным. Эллис приводит один пример соединения пластика с пластиком.

«Вы можете подумать, что лазерное соединение — лучший подход для производства вашего продукта, но если у вас есть два ненаполненных полимера, нагрев очень затруднен, потому что они настолько пропускают эту длину волны, что не нагреваются. Инфракрасное нагрев или 1 микрон Лазерная сварка в таких случаях не подойдет, поэтому мы порекомендуем либо горячий инструмент, ультразвуковую сварку, либо лазер с длиной волны 2 микрона», — объяснил Эллис.

Решение проблем такого рода – это ежедневная работа в EWI. «У нас есть отличная команда по полимерам, которая собирается вместе и рассматривает различные варианты», — сказал Эллис. «Какие материалы и процессы мы можем использовать? Мы составляем таблицу, показывающую, что этот материал подойдет для этого процесса, но не для этого. Или у нас есть другой материал, который можно использовать в двух разных процессах, чтобы создать нужную вам форму. Мы применить наш опыт и знания, полученные в результате работы над многими из этих проектов в прошлом, чтобы найти лучшее решение для конкретного продукта», — сказал Эллис.

Соединение пластмасс для медицинского применения еще больше усложняет процесс. Во-первых, выбор материала более ограничен, особенно если деталь контактирует с кожей или имплантируется. Требования к тестированию также ужесточаются.

Поставщики полимеров медицинского назначения обычно предоставляют данные испытаний, но вам все равно придется провести испытания самостоятельно после обработки гранул, говорит Эллис. «Если вы возьмете эти гранулы и отливаете их под давлением, а затем выполняете вторичную сварку, вы подвергаете полимер еще двум термическим циклам, и вам необходимо убедиться, что он соответствует всем нормативным требованиям FDA», — сказал Эллис.

Еще одна проблема, которая может возникнуть, — это использование ультразвуковой сварки в сочетании с микрофлюидными каналами и аналогичными приложениями, добавил Эллис. «Обычно это приводит к образованию мелких частиц, что категорически запрещено FDA. Маленькие полимерные частицы, которые мигрируют в организм, могут вызвать воспаление, поэтому FDA спросит об этом во время подачи заявления 510(k)», — предупредил Эллис.

Эллис обсудит различные технологии, доступные для соединения полимеров с полимерами, полимеров с металлом, композитов с композитами, композитов со стеклом и микросварки в Техническом театре IME East в Нью-Йорке 14 июня в 10:30. Один из Целью его презентации является ознакомление медицинских и других инженеров-конструкторов со многими доступными инструментами. «Надеюсь, моя презентация расширит их мышление и зажжет несколько лампочек», — сказал Эллис. «Мы не знали, что таким способом можно соединить металлы с полимерами или добиться герметичного соединения без клея. В EWI мы хотим помочь дизайнерам в этом процессе и создать это надежное устройство», — сказал Эллис.

IME East, включающий в себя совмещенные мероприятия Plastec и Medical Design & Manufacturing (MD&M), пройдет в конференц-центре Джейкоба Джавитса с 13 по 15 июня. Более подробную информацию можно найти на странице Plastec East на сайте PlasticsToday.