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醫療器械外殼厚板吸塑工藝的優化

發布時間:2021-09-22

隨著新材料和新技術的不斷涌現,多層厚板吸塑被應用于醫院醫療設備外殼成型制造領域,開啟了醫院醫療設備外殼結構化產品的新篇章。因此,有必要探討醫院醫療設備外殼厚板吸塑產品的相關要素,考慮醫療設備外殼厚板吸塑技術的優化路徑,從而提高醫院醫療設備外殼厚板產品質量。


1、醫院醫療設備外殼設計的要素分析

(1)幾何形狀和精度。吸塑外殼的幾何尺寸包括:吸塑產品從切割面到成型面的尺寸、切割面到切割面的尺寸,與板材的厚度、材料特性、成型工藝直接相關。

(2)脫模角度。吸塑模具由脫模角度不同的凹模和凸模組成。一般來說,凹模的脫模角度為0.5°~1°,凸模的脫模角度為2°-5°。

(3)外殼圓角。吸塑外殼應設計得盡可能大的圓角,而不是尖角,并要進行倒角處理,以確保吸塑外殼產品的適當應力。

(4)寬深比。醫療器械外殼用塑料制品的寬深比是衡量塑料成型難度的重要指標,它表示制品的最小寬度與深度之比,價值越大,越容易形成吸塑產品,而價值越小,越難形成吸塑產品。


2、醫院醫療設備外殼厚板吸塑工藝的缺陷分析

(1)產品局部成型不足。導致外殼吸塑制品局部成型不足的主要原因有:板材本身可塑性差;板材和模具之間的真空不足;板材拉伸太多;模具溫度偏低等。

(2)產品表面顏色缺陷。產品表面產生顏色缺陷的原因主要有:加熱不足;過度加熱;模具加熱溫度不高等,導致產品色差大。

(3)產品流痕缺陷。產品流痕缺陷的主要原因包括:模具和板材溫度不高;模具溫度控制不好;成型工藝偏差等。

(4)產品褶皺缺陷。產品產生褶皺缺陷的主要原因包括:板材過于下垂;板材加熱時間過長;模具成型角度太大等。

(5)產品表面平整度不足缺陷。產品表面不平整缺陷的主要原因有:板材或模具清潔度不足;模具真空孔過大;模具中的真空孔數量不足;模具具有薄片狀結構等。


3、醫院醫療設備外殼厚板吸塑工藝的優化

3.1 外殼厚板吸塑產品結構的優化

醫院醫療設備外殼體積大,表面積大,可以設計成曲線形狀,既能保持產品結構的外觀,又能避免吸塑工藝的缺陷。其結構的優化主要包括以下幾個方面:

(1)優化產品深度。醫院醫療設備中有很多桶深較大的產品,給吸塑產品帶來了很大的挑戰,為了優化產品成型效果,可以采用模成型、凸模輔助下壓的方法,對上下模之間的產品片進行加熱,從凸模和片材吸出少量空氣,使片吸附在凸模上,然后逐漸壓下凸模,使片材完全吸附在凹模上,最后脫模。通過這種凹凸模輔助成形方法,可以增加設備外殼產品的拔模角度,降低外殼產品的寬深比。

(2)優化拐角處的圓角。根據裝配的實際要求,可以在醫療設備外殼產品的連接處,優化拐角處倒圓角。

(3)采用組裝和粘接。對于醫院醫療設備外殼的吸塑產品,可以采用組裝粘接的方式代替倒扣設計。為了增強外殼產品的強度,采用雙層吸塑技術,而不是優化單層吸塑板的粘接工藝。


3.2 醫療設備外殼厚板吸塑成型工藝參數的優化

由于醫院醫療設備外殼的材料主要是ABS、 ABS/PC,使用的是PC、 HIPS、 PET、 PP等裝配件材料,因此應對這些不同材料的工藝參數進行分析和優化,包括以下內容:

(1)片材干燥時間。這是干燥狀態下吸塑板材收縮率的特征參數,與醫療設備外殼厚板的吸塑成型有直接關系和影響。當不同材料的干燥時間分別為:HDPE是8小時、PE是6小時、ABS是8小時、PC是6小時、ABS/PC是8小時,說明該吸塑產品用于醫療設備外殼厚板的性能比較穩定。

(2)吸塑溫度。這主要從板材加熱的溫度和吸塑模具的溫度兩個方面進行分析和優化,其中,塑料板材通常采用雙面加熱的方式進行加熱,并根據產品的不同形狀設定不同的成型溫度,使產品符合設計要求。吸塑模具的溫度應保持適當,不宜過高或過低。如果模具溫度過高,產品會粘附在模具上,導致產品脫模變形。如果模具溫度過低,由于板材成型不充分,產品會出現黑點、褶皺、裂紋等缺陷。一般來說,當醫療設備外殼吸塑模具溫度控制在:HDPE為50℃,PE為50℃,PVC為50℃,ABS為70℃~80℃,PC為120℃,ABS/PC為110℃時,說明吸塑模具溫度合適。


3.3 模具設計的優化

(1)優化高壓吸塑模具??刹捎酶邏嚎蚣芪苣>呓Y構,使醫療設備外殼厚板的吸塑產品完全成型。

(2)增加上模輔助成型。通過增加上模輔助成型的方法,可以制造出深度大、形狀復雜的圓柱形醫療設備外殼,避免吸塑制品表面出現斷面或褶皺的缺陷。

(3)增加模具的抽芯結構。通過增加鉸鏈、粘接塊和氣缸設計方式,可以更好地脫模吸塑產品。


4、結論

綜上所述,醫院醫療設備外殼的生產離不開高效先進的厚板吸塑技術,應通過優化產品結構、成型工藝參數、模具設計等方式,更好地采用真空吸塑成型技術,從而滿足醫院醫療設備外殼的使用要求。

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