醫療領域案例丨3D列印在醫用喉鏡模具上的應用-毅速雷射

2020-12-17 雨打蕉蕉

醫療器械器材本身具有嚴苛的精密屬性。因此,對醫療器械器材零部件生產配套也相應提出了更精密的技術要求。在醫療製件生產配套過程中,對大到高壓氧艙,小到助聽器、麻醉咽喉鏡、醫用紐扣等注塑產品的表面質量,精度,衛生要求容不下一絲瑕疵。

有需求,那麼就要有所改變,注塑製品的良品率主要與注塑機,模具,原材料以及使用的溫控系統有關。

那麼如何通過源頭——模具的改良確保醫療等高精尖產品提高質量標準的同時加快生產速度也成為我們眾多醫療器械模具製造廠商關注的焦點。

本期,ESU毅速將以醫用喉鏡為例,共同探討3D列印在醫療領域等高精尖項目中的具體優勢及分析。

醫用一次性麻醉咽喉鏡,在眾多醫用注塑產品中是較為複雜的,且最為典型。如圖1所示。第一、產品結構複雜,頂部空間狹小。二、頂部尖端接觸體內皮膚,材料衛生要求嚴格。三、尺寸,質量要求嚴格,不允許表面瑕疵。四、注塑產品咽喉鏡一般為一次性產品,量大且價格成本在控制範圍內。

圖1:醫用喉鏡塑件產品實體圖

因此對於模具製造廠商而言,如何處理好喉鏡模具的質量、效率、衛生等各方面平衡,成為關鍵所在。

眾所周知就模具而言,水路系統是模具產品質量的重要因素之一,優越的水路系統能夠縮短產品成型周期,提高產品良率。但目前,水路基本由銑床等機加工工藝製造,無法加工彎曲的水路,水路無法覆蓋模具型腔,

圖2:原始方案水路無法設計進去
圖3:ESU毅速3D列印隨形水路方案
圖4:3D列印醫用喉鏡的優勢

如圖4所示,針對普通方案所面臨的困局,利用增材製造技術設計的隨形水路可以逐條解決。

1、成型周期

相對於傳統水路而言,3D列印可設計出覆蓋模具型腔的水路系統,從而加快冷卻,縮短工件成型周期,提高生產效率。

普通水路冷卻時間:32S 隨形水路冷卻時間:23S

如上圖所示:傳統水路模具冷卻時間大約需:32S,隨形水路方案冷卻時間:23S,3D列印與原始方案相比,達到頂出溫度的時間快23%

2、表面質量

注塑產品成型質量與模具模溫有著巨大的關係,模溫不均衡,最高溫與最低溫度相差較大,則高溫處易產生燙傷、變形等缺陷,產品良率低。3D列印隨形水路均勻遍布模具內腔可減小溫差,均衡模溫,提高產品良率。

普通水路溫差:32.5℃ 隨形水路溫差:4.98℃

通過模流分析結果的對比,普通水路模具最高溫與最低溫溫差為32.5℃,而隨形水路溫差可縮減到4.98℃,可以說溫差已經微乎其微。

此外在模具3D列印材料上,選用ESU毅速自主研發的EM191金屬粉末材料。EM191為ESU毅速自主研發的粉末體系中的一款粉末,具備防鏽、防腐蝕、耐磨耐用等功能,從而保證列印件的使用壽命。在ESU毅速自主研發的粉末體系中還有EM181、EM201等模具3D列印專用金屬粉末材料,針對不同需求進行選材列印。

3D列印醫用喉鏡實體工件圖

隨著技術的發展與完善,3D列印必將應用到越來越多的領域,而模具製造也必須利用新技術來彌補自身的不足和局限。ESU毅速一直秉承著開啟模具製造新時代的使命,力爭為傳統模具注入新鮮的血液,為傳統製造業煥發新的活力。

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