從設(shè)計(jì)、使用、再利用到最終處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中，尋求適用于醫(yī)療器械領(lǐng)域的熱塑性材料具有至關(guān)重要的意義。然而，在考慮設(shè)計(jì)參數(shù)、材料特性及設(shè)備能力等各種因素的基礎(chǔ)上，為每一個(gè)零件或組件確認(rèn)最佳成型工藝同樣重要。

優(yōu)化的工藝流程有助于推動(dòng)醫(yī)療器械產(chǎn)品在市場(chǎng)上取得成功，例如加快上市時(shí)間、提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、降低運(yùn)營(yíng)成本、確保產(chǎn)品質(zhì)量一致性并助力開(kāi)發(fā)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

大型熱塑性樹(shù)脂供應(yīng)商可以在這一領(lǐng)域中提供非常大的幫助。他們不僅是這一領(lǐng)域的材料專家，而且擁有精湛的加工知識(shí)和寶貴的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，可以為醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)打造多種優(yōu)勢(shì)。此類加工專業(yè)知識(shí)來(lái)源于內(nèi)部研發(fā)和測(cè)試活動(dòng)，以及與客戶共同開(kāi)展應(yīng)用開(kāi)發(fā)工作的經(jīng)驗(yàn)積累，從而助力原始設(shè)備制造商實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的最優(yōu)化。

醫(yī)療器械創(chuàng)新網(wǎng)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

每一種塑料醫(yī)療器械創(chuàng)新網(wǎng)都有優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。真正挑戰(zhàn)在于根據(jù)所需零件、設(shè)備性能、設(shè)計(jì)規(guī)格、材料的物理和機(jī)械性能、外觀效果、生產(chǎn)數(shù)量、二次操作以及加工工廠的能力等各種參數(shù)，確定適用于某一具體應(yīng)用的最佳加工方式。

多種可變因素的存在會(huì)使工藝篩選流程變得非常復(fù)雜。SABIC等大型熱塑性材料供應(yīng)商可以給予專業(yè)的篩選指導(dǎo)，提供各種資源幫助客戶確認(rèn)合適的加工方式、并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化處理以匹配具體的應(yīng)用。此類資源包括加工設(shè)備、應(yīng)用測(cè)試能力、實(shí)驗(yàn)室設(shè)施以及具體材料的性能數(shù)據(jù)。

除了提供現(xiàn)有加工技術(shù)支持，材料供應(yīng)商還致力于實(shí)現(xiàn)工藝升級(jí)和完善。此外，他們助力開(kāi)發(fā)全新的加工方式，攻克當(dāng)前經(jīng)濟(jì)或技術(shù)的制約，推動(dòng)新型零部件的生產(chǎn)進(jìn)程。

標(biāo)準(zhǔn)注塑成型工藝

由于傳統(tǒng)加工方式注塑成型工藝用途極為廣泛，而且能夠提供高尺寸精度和高產(chǎn)出率，其在醫(yī)療器械生產(chǎn)行業(yè)中依然廣受歡迎。這一工藝可用于生產(chǎn)多種產(chǎn)品，包括吻合器和穿刺器等手術(shù)器械以及大型診斷設(shè)備外殼。

除了以上優(yōu)勢(shì)，注塑成型工藝還可以幫助器械生產(chǎn)商解決醫(yī)療領(lǐng)域一些極具挑戰(zhàn)性的難題：

有助于提高患者治愈率：

對(duì)于注射筆以及帶有可移動(dòng)精密零部件的自動(dòng)注射器等藥物輸送裝置而言，注塑成型工藝可以提供精確用藥劑量所需的高精度，從而確保獲得良好的治療效果。

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降低成本：

通過(guò)整合零部件和取消二次操作步驟，采取注塑成型工藝打造的產(chǎn)品設(shè)計(jì)有助于降低底盤(pán)和骨架等固定設(shè)備所需組件的使用成本。

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提高可用性：

薄壁注塑成型工藝有助于減輕便攜式醫(yī)療器械的重量，為醫(yī)護(hù)人員及患者運(yùn)輸和操作器械提供了便利性。

采用注塑成型工藝首先需要考慮系統(tǒng)成本。盡管前期注塑成型模具成本較高，但極高生產(chǎn)成型效率、長(zhǎng)時(shí)間的模具使用壽命以及高產(chǎn)量生產(chǎn)等經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，也在一定程度上抵消了模具成本過(guò)高的不利影響。

另一個(gè)因素是設(shè)計(jì)自由度。器械設(shè)計(jì)師可以從多種適用于注塑成型工藝的樹(shù)脂和樹(shù)脂復(fù)合材料進(jìn)行選擇。此類材料包括聚碳酸酯(PC)、 聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(PC/ABS)以及適用于發(fā)泡成型的改性聚苯醚。能夠在高壓蒸煮滅菌等苛刻條件下重復(fù)使用，提供固有潤(rùn)滑性或高模量的特種復(fù)合材料，從而為設(shè)計(jì)師提供更多的選擇。

處理溫度、壓力和樹(shù)脂含水量等可變因素以及設(shè)計(jì)規(guī)格和設(shè)備能力都會(huì)影響產(chǎn)量和質(zhì)量。例如，需要進(jìn)行具體分析和測(cè)試來(lái)確保多穴模具中零部件之間的一致性，控制薄壁制品的翹曲度和擴(kuò)大流動(dòng)區(qū)域，同時(shí)實(shí)現(xiàn)零部件所需的復(fù)雜性能特征。

這正是材料供應(yīng)商投資工藝開(kāi)發(fā)能夠?yàn)槠餍瞪a(chǎn)商提供的主要優(yōu)勢(shì)——節(jié)約時(shí)間并避免出現(xiàn)代價(jià)高昂的失誤。大型供應(yīng)商了解現(xiàn)有注塑成型技術(shù)的應(yīng)用范圍和局限性，可以采用自有技術(shù)資源來(lái)克服這些障礙，從而幫助客戶達(dá)到目的。

特殊注塑成型工藝

高級(jí)注塑成型技術(shù)有助于滿足醫(yī)療器械所需的特殊性能要求、外觀效果以及加工需求。

氣體輔助注塑成型工藝

作為傳統(tǒng)注塑成型工藝的升級(jí)版本，氣體輔助注塑成型工藝需要將壓縮氮?dú)庾⑸淙肽＞邇?nèi)部。氮?dú)饬鹘?jīng)固定渠道，通過(guò)形成中空區(qū)域來(lái)取代零部件較厚部位的樹(shù)脂材料。采用這項(xiàng)工藝制造的零部件重量減輕、模內(nèi)應(yīng)力降低、壁厚度均勻性提高、尺寸穩(wěn)定性也進(jìn)一步提升。

此外，氣體輔助注塑成型工藝還有助于減少縮痕產(chǎn)生，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的表面平整度。這項(xiàng)技術(shù)解決了復(fù)雜幾何形狀零件無(wú)法在傳統(tǒng)單一零件成型工藝進(jìn)行生產(chǎn)的問(wèn)題。這種注塑成型工藝可以提供出色的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，例如減少材料消耗量和縮短生產(chǎn)周期時(shí)間，從而有助于提高生產(chǎn)效率。

作為一項(xiàng)先進(jìn)工藝技術(shù)，氣體輔助注塑成型工藝可以通過(guò)輕量化和人體工學(xué)設(shè)計(jì)來(lái)改善醫(yī)療器械可用性。典型應(yīng)用場(chǎng)合包括用于牽開(kāi)和嵌入處理的不銹鋼手術(shù)器械。除了更佳的人體工學(xué)設(shè)計(jì)，采用氣體輔助注塑成型工藝生產(chǎn)的零部件，還可以省略采用外部加強(qiáng)筋促進(jìn)成型的步驟，打造更為平整的表面，提高清潔便利性并減少可能增加感染幾率的人體組織堆積。

采取氣體輔助注塑成型工藝的注意事項(xiàng)包括準(zhǔn)確定位氣體通道、調(diào)節(jié)零部件中控區(qū)域快速冷卻過(guò)程（零部件內(nèi)外部均需要進(jìn)行冷卻處理）。

確認(rèn)適用于這項(xiàng)特殊工藝的材料需要從材料供應(yīng)商尋求相關(guān)建議。此外，生產(chǎn)優(yōu)化則需要器械生產(chǎn)企業(yè)、注塑工廠和樹(shù)脂供應(yīng)商的協(xié)作配合。

快速冷熱成型工藝

模具溫度對(duì)提升注塑成型零部件表面質(zhì)量發(fā)揮著重要的作用。在注塑成型周期中，快速冷熱成型技術(shù)可以對(duì)模具表面溫度進(jìn)行熱循環(huán)控制。這需要在注塑前采用過(guò)熱水系統(tǒng)或感應(yīng)線圈等特殊設(shè)備加熱模具表面，使其溫度升高至材料的玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)以上。樹(shù)脂注射入模腔之后，模具需要在成型部件頂出脫模之前進(jìn)行快速冷卻降溫。

借助這項(xiàng)工藝， 玻纖增強(qiáng)材料可用于打造高樹(shù)脂含量表面，從而生產(chǎn)出對(duì)表面光澤度有較高要求的零部件。采用玻纖增強(qiáng)材料進(jìn)行成型加工的零部件具有優(yōu)質(zhì)表面平整度，有助于省略噴涂步驟。高品質(zhì)表面可以提升家用器械對(duì)患者的吸引力并增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

此外，零部件內(nèi)應(yīng)力降低也是快速冷熱成型工藝的另一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。內(nèi)應(yīng)力降低可以獲得更佳的耐開(kāi)裂性，尤其是在需要使用化學(xué)清洗劑預(yù)防醫(yī)院獲得性感染（HAI）的應(yīng)用場(chǎng)合。適用于快速冷熱成型工藝的樹(shù)脂包括玻纖填充聚碳酸酯和聚醚酰亞胺以及特種復(fù)合材料。SABIC等擁有全球應(yīng)用開(kāi)發(fā)中心的材料供應(yīng)商可以為客戶提供有助于他們高效應(yīng)用快速冷熱成型工藝的豐富資源。

二次成型工藝（二次注塑成型）

如果單一熱塑性塑料材料無(wú)法滿足零部件的要求，可以應(yīng)用機(jī)械緊固、溶劑粘合、焊接、膠粘和按壓式卡扣裝配等技術(shù)接合兩種或多種熱塑性塑料材料。然而，此類二次操作尤其耗費(fèi)時(shí)間，而且也增加了成本、影響了生產(chǎn)率。

在剛性基材上直接進(jìn)行熱塑性彈性體或液體硅膠（LSR）二次注塑成型可以避免二次操作步驟。只要兩種材料相互兼容，還能夠獲得較高的粘結(jié)度。這項(xiàng)工藝有助于提升醫(yī)療器械的人體工學(xué)性能和安全性能，而且能夠提供良好的外觀效果。彈性體材料的不同感官效果（握感、觸感、質(zhì)地等）為器械生產(chǎn)商提供了多樣化選擇。降噪減震專用材料同樣可以供應(yīng)，而且其中的多款材料具有多種顏色可供選擇。

應(yīng)用例子包括生產(chǎn)手術(shù)器械或便攜式設(shè)備(例如除顫器)的手柄以及有助于保證患者安全和行走穩(wěn)定性的耐用醫(yī)療設(shè)備（助行器、拐杖等）的舒適防滑區(qū)域。

與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和醫(yī)療器械創(chuàng)新網(wǎng)有區(qū)別的是，成功的二次成型必須能夠滿足兩項(xiàng)材料的不同收縮特性。彈性體出現(xiàn)明顯收縮可以通過(guò)使用高模量基板材料、在基板材料中制作加強(qiáng)筋進(jìn)行一定程度的緩解。

增量制造技術(shù)

作為一項(xiàng)顛覆性技術(shù)，增材制造以數(shù)字文件為基礎(chǔ)，通過(guò)塑料材料逐層堆積生成三維（3D）物體。這項(xiàng)技術(shù)在醫(yī)療器械醫(yī)療器械創(chuàng)新網(wǎng)具有多種潛在優(yōu)勢(shì)，其中包括制定患者特異個(gè)性化治療方案、通過(guò)取消模具降低使用成本、提供寬泛的設(shè)計(jì)自由度等。采用增材制造生產(chǎn)的創(chuàng)新零部件，例如用于復(fù)雜手術(shù)診斷或指導(dǎo)的骨骼和器官模型、定制化模型和假肢、醫(yī)用和口腔植入體等，為醫(yī)療行業(yè)帶來(lái)了巨大優(yōu)勢(shì)。

增材制造目前在醫(yī)療器械中的應(yīng)用主要集中在原型設(shè)計(jì)和個(gè)性化、定制化零部件生產(chǎn)。增材制造未來(lái)也將有望應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)，但面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是需要將樹(shù)脂和樹(shù)脂復(fù)合材料進(jìn)行特殊加工處理以適應(yīng)這種工藝流程。醫(yī)療器械設(shè)計(jì)師需要確保他們所選擇的材料能夠符合來(lái)源、監(jiān)管鏈、測(cè)試、法規(guī)遵循以及供應(yīng)鏈等方面的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，這些材料還必須能夠滿足生物相容性和滅菌相容性等醫(yī)療行業(yè)基本需求，而且必須適用于增材制造生產(chǎn)方式。