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醫(yī)療器械外殼厚板吸塑工藝的優(yōu)化

發(fā)布時間:2021-09-22

隨著新材料和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),多層厚板吸塑被應(yīng)用于醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備外殼成型制造領(lǐng)域,開啟了醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備外殼結(jié)構(gòu)化產(chǎn)品的新篇章。因此,有必要探討醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備外殼厚板吸塑產(chǎn)品的相關(guān)要素,考慮醫(yī)療設(shè)備外殼厚板吸塑技術(shù)的優(yōu)化路徑,從而提高醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備外殼厚板產(chǎn)品質(zhì)量。


1、醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備外殼設(shè)計(jì)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(chǎn)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(guān)。

(2)脫模角度。吸塑模具由脫模角度不同的凹模和凸模組成。一般來講,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(yīng)設(shè)計(jì)得盡可能大的圓角,而不是尖角,并要進(jìn)行倒角處理,以確保吸塑外殼產(chǎn)品的適當(dāng)應(yīng)力。

(4)寬深比。醫(yī)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(biāo),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(chǎn)品,而價值越小,越難形成吸塑產(chǎn)品。


2、醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備外殼厚板吸塑工藝的缺陷分析

(1)產(chǎn)品局部成型不足。導(dǎo)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(chǎn)品表面顏色缺陷。產(chǎn)品表面產(chǎn)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(dǎo)致產(chǎn)品色差大。

(3)產(chǎn)品流痕缺陷。產(chǎn)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(chǎn)品褶皺缺陷。產(chǎn)品產(chǎn)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(chǎn)品表面平整度不足缺陷。產(chǎn)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(shù)量不足;模具具有薄片狀結(jié)構(gòu)等。


3、醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備外殼厚板吸塑工藝的優(yōu)化

3.1 外殼厚板吸塑產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備外殼體積大,表面積大,可以設(shè)計(jì)成曲線形狀,既能保持產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的外觀,又能避免吸塑工藝的缺陷。其結(jié)構(gòu)的優(yōu)化主要包括以下幾個方面:

(1)優(yōu)化產(chǎn)品深度。醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備中有很多桶深較大的產(chǎn)品,給吸塑產(chǎn)品帶來了很大的挑戰(zhàn),為了優(yōu)化產(chǎn)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(chǎn)品片進(jìn)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(shè)備外殼產(chǎn)品的拔模角度,減小外殼產(chǎn)品的寬深比。

(2)優(yōu)化拐角處的圓角。根據(jù)裝配的實(shí)際要求,可以在醫(yī)療設(shè)備外殼產(chǎn)品的連接處,優(yōu)化拐角處倒圓角。

(3)采用組裝和粘接。對于醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備外殼的吸塑產(chǎn)品,可以采用組裝粘接的方式代替倒扣設(shè)計(jì)。為了增強(qiáng)外殼產(chǎn)品的強(qiáng)度,采用雙層吸塑技術(shù),而不是優(yōu)化單層吸塑板的粘接工藝。


3.2 醫(yī)療設(shè)備外殼厚板吸塑成型工藝參數(shù)的優(yōu)化

由于醫(yī)院醫(yī)療設(shè)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(yīng)對這些不同材料的工藝參數(shù)進(jìn)行分析和優(yōu)化,包括以下內(nèi)容:

(1)片材干燥時間。這是干燥狀態(tài)下吸塑板材收縮率的特征參數(shù),與醫(yī)療設(shè)備外殼厚板的吸塑成型有直接關(guān)系和影響。當(dāng)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(chǎn)品用于醫(yī)療設(shè)備外殼厚板的性能比較穩(wěn)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(jìn)行分析和優(yōu)化,其中,塑料板材通常采用雙面加熱的方式進(jìn)行加熱,并根據(jù)產(chǎn)品的不同形狀設(shè)定不同的成型溫度,使產(chǎn)品符合設(shè)計(jì)要求。吸塑模具的溫度應(yīng)保持適當(dāng),不宜過高或過低。如果模具溫度過高,產(chǎn)品會粘附在模具上,導(dǎo)致產(chǎn)品脫模變形。如果模具溫度過低,由于板材成型不充分,產(chǎn)品會出現(xiàn)黑點(diǎn)、褶皺、裂紋等缺陷。一般來講,當(dāng)醫(yī)療設(shè)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(shè)計(jì)的優(yōu)化

(1)優(yōu)化高壓吸塑模具??刹捎酶邏嚎蚣芪苣>呓Y(jié)構(gòu),使醫(yī)療設(shè)備外殼厚板的吸塑產(chǎn)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(fù)雜的圓柱形醫(yī)療設(shè)備外殼,避免吸塑制品表面出現(xiàn)斷面或褶皺的缺陷。

(3)增加模具的抽芯結(jié)構(gòu)。通過增加鉸鏈、粘接塊和氣缸設(shè)計(jì)方式,可以更好地脫模吸塑產(chǎn)品。


4、結(jié)論

綜上所述,醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備外殼的生產(chǎn)離不開高效先進(jìn)的厚板吸塑技術(shù),應(yīng)通過優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、成型工藝參數(shù)、模具設(shè)計(jì)等方式,更好地采用真空吸塑成型技術(shù),從而滿足醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備外殼的使用要求。

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