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医疗器械外壳厚板吸塑工艺的优化

发布时间:2021-09-22

随着新材料和新技术的不断涌现,多层厚板吸塑被应用于医院医疗设备外壳成型制造领域,开启了医院医疗设备外壳结构化产品的新篇章。因此,有必要探讨医院医疗设备外壳厚板吸塑产品的相关要素,考虑医疗设备外壳厚板吸塑技术的优化路径,从而提高医院医疗设备外壳厚板产品质量。


1、医院医疗设备外壳设计的要素分析

(1)几何形状和精度。吸塑外壳的几何尺寸包括:吸塑产品从切割面到成型面的尺寸、切割面到切割面的尺寸,与板材的厚度、材料特性、成型工艺直接相关。

(2)脱模角度。吸塑模具由脱模角度不同的凹模和凸模组成。一般来说,凹模的脱模角度为0.5°~1°,凸模的脱模角度为2°-5°。

(3)外壳圆角。吸塑外壳应设计得尽可能大的圆角,而不是尖角,并要进行倒角处理,以确保吸塑外壳产品的适当应力。

(4)宽深比。医疗器械外壳用塑料制品的宽深比是衡量塑料成型难度的重要指标,它表示制品的最小宽度与深度之比,价值越大,越容易形成吸塑产品,而价值越小,越难形成吸塑产品。


2、医院医疗设备外壳厚板吸塑工艺的缺陷分析

(1)产品局部成型不足。导致外壳吸塑制品局部成型不足的主要原因有:板材本身可塑性差;板材和模具之间的真空不足;板材拉伸太多;模具温度偏低等。

(2)产品表面颜色缺陷。产品表面产生颜色缺陷的原因主要有:加热不足;过度加热;模具加热温度不高等,导致产品色差大。

(3)产品流痕缺陷。产品流痕缺陷的主要原因包括:模具和板材温度不高;模具温度控制不好;成型工艺偏差等。

(4)产品褶皱缺陷。产品产生褶皱缺陷的主要原因包括:板材过于下垂;板材加热时间过长;模具成型角度太大等。

(5)产品表面平整度不足缺陷。产品表面不平整缺陷的主要原因有:板材或模具清洁度不足;模具真空孔过大;模具中的真空孔数量不足;模具具有薄片状结构等。


3、医院医疗设备外壳厚板吸塑工艺的优化

3.1 外壳厚板吸塑产品结构的优化

医院医疗设备外壳体积大,表面积大,可以设计成曲线形状,既能保持产品结构的外观,又能避免吸塑工艺的缺陷。其结构的优化主要包括以下几个方面:

(1)优化产品深度。医院医疗设备中有很多桶深较大的产品,给吸塑产品带来了很大的挑战,为了优化产品成型效果,可以采用模成型、凸模辅助下压的方法,对上下模之间的产品片进行加热,从凸模和片材吸出少量空气,使片吸附在凸模上,然后逐渐压下凸模,使片材完全吸附在凹模上,最后脱模。通过这种凹凸模辅助成形方法,可以增加设备外壳产品的拔模角度,降低外壳产品的宽深比。

(2)优化拐角处的圆角。根据装配的实际要求,可以在医疗设备外壳产品的连接处,优化拐角处倒圆角。

(3)采用组装和粘接。对于医院医疗设备外壳的吸塑产品,可以采用组装粘接的方式代替倒扣设计。为了增强外壳产品的强度,采用双层吸塑技术,而不是优化单层吸塑板的粘接工艺。


3.2 医疗设备外壳厚板吸塑成型工艺参数的优化

由于医院医疗设备外壳的材料主要是ABS、 ABS/PC,使用的是PC、 HIPS、 PET、 PP等装配件材料,因此应对这些不同材料的工艺参数进行分析和优化,包括以下内容:

(1)片材干燥时间。这是干燥状态下吸塑板材收缩率的特征参数,与医疗设备外壳厚板的吸塑成型有直接关系和影响。当不同材料的干燥时间分别为:HDPE是8小时、PE是6小时、ABS是8小时、PC是6小时、ABS/PC是8小时,说明该吸塑产品用于医疗设备外壳厚板的性能比较稳定。

(2)吸塑温度。这主要从板材加热的温度和吸塑模具的温度两个方面进行分析和优化,其中,塑料板材通常采用双面加热的方式进行加热,并根据产品的不同形状设定不同的成型温度,使产品符合设计要求。吸塑模具的温度应保持适当,不宜过高或过低。如果模具温度过高,产品会粘附在模具上,导致产品脱模变形。如果模具温度过低,由于板材成型不充分,产品会出现黑点、褶皱、裂纹等缺陷。一般来说,当医疗设备外壳吸塑模具温度控制在:HDPE为50℃,PE为50℃,PVC为50℃,ABS为70℃~80℃,PC为120℃,ABS/PC为110℃时,说明吸塑模具温度合适。


3.3 模具设计的优化

(1)优化高压吸塑模具。可采用高压框架吸塑模具结构,使医疗设备外壳厚板的吸塑产品完全成型。

(2)增加上模辅助成型。通过增加上模辅助成型的方法,可以制造出深度大、形状复杂的圆柱形医疗设备外壳,避免吸塑制品表面出现断面或褶皱的缺陷。

(3)增加模具的抽芯结构。通过增加铰链、粘接块和气缸设计方式,可以更好地脱模吸塑产品。


4、结论

综上所述,医院医疗设备外壳的生产离不开高效先进的厚板吸塑技术,应通过优化产品结构、成型工艺参数、模具设计等方式,更好地采用真空吸塑成型技术,从而满足医院医疗设备外壳的使用要求。

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