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3DScienceValley發布時間：01-1419:15根據市場研究機構Grand View Research，材料技術的突破不斷刷新著人們對塑料材料的認知。預計到2025年，全球醫用塑料市場收益預計將達到3360億美元。塑料材料除了用于制造傳統的一次性醫療器械產品之外，應用范圍越來越廣，成為手術器械、植入產品等醫療器械的制造材料。未來醫用塑料呈現出兩種發展趨勢：首先, 對交叉感染風險控制的加強，使得醫療器械的消毒更為頻繁，醫用塑料的耐化學性要求相應提高；另一個趨勢是設計創新需求，具有更高設計自由度、產品美觀度，并且更加輕量化的塑料器械，將替代部分金屬器械，這些塑料材料本身需具備與金屬可媲美的剛性，此外，塑料醫療器械通過可大批量注塑成型工藝制造，成本更低。[1]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。在醫療制件生產配套過程中，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。[2]水路系統是決定注塑產品質量的重要因素之一，3D打印隨形冷卻水路在醫療器械注塑模具中的應用，將縮短注塑周期，提高表面質量。本期，3D科學谷將分享兩個國內醫療器械注塑模具應用案例，揭示3D打印隨形冷卻水路在注塑冷卻時間和模溫的均勻性等方面為醫療器械注塑生產所注入的價值。從制造源頭為塑料醫療器械注入價值| 案例一醫用一次性麻醉咽喉鏡，在眾多醫用注塑產品中是較為復雜的，且最為典型。其復雜性主要體現在以下幾個方面：1.產品結構復雜，頂部空間狹小。2.頂部尖端接觸體內皮膚，材料衛生要求嚴格。3. 尺寸，質量要求嚴格，不允許表面瑕疵。4. 注塑產品咽喉鏡一般為一次性產品，量大且價格成本要求在控制范圍內。對于模具制造廠商而言，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。原始方案水路無法設計進去(左)；ESU毅速3D打印隨形水路方案。來源：ESU毅速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。但傳統麻醉咽喉鏡注塑模具冷卻水路，存在幾個問題，包括：模具中存在無法走水路的深孔位；產品筋條較厚、冷卻時間較長；醫用鈹銅訂貨周期長且價格高。ESU毅速通過3D打印隨形冷卻水路來解決這些問題。傳統水路模具冷卻時間大約需：32S（左），隨形水路方案冷卻時間：23S（右），3D打印與原始方案相比，達到頂出溫度的時間快23%。來源：ESU毅速成型周期相對于傳統水路而言，3D打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。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℃（左），而隨形水路溫差可縮減到4.98℃（右），可以說溫差已經微乎其微。來源：ESU毅速表面質量注塑產品成型質量與模具模溫有密切關系，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打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。材料防銹、防腐蝕、耐磨耐用的模具鋼3D打印粉末EM191、EM201，替代傳統醫用鈹銅。| 案例二漢邦科技的金屬3D打印技術在醫療器械注塑模具隨形冷卻水路制造領域的得到應用，在冷卻水路設計、冷卻時間、模溫方面體現出優勢。醫療模具3D打印隨形冷卻水路。來源：漢邦科技傳統模具存在問題生產周期較長，生產成本較高；兼顧醫療器具無毒的需求，只能選用高昂醫用鈹銅，導致模具成本高；醫用鈹銅訂貨周期長，導致模具生產周期長，影響交貨時間；3D打印技術方案通過隨形水路解決方案，模具鋼可以替代鈹銅，實現高效冷卻；縮短生產周期，降低產品成本；模具鋼18Ni300材料無毒，符合醫療行業需求；優化結果冷卻時間：從20秒縮短至12秒；模具鑲塊溫度：從82℃降至39℃；產品變形率：減小0.5毫米；更多有關3D打印隨形冷卻模具的應用，請前往《3D打印與模具行業白皮書2.0》。參考資料：[1] 中創產業研究院《2018年醫療器械行業預測及展望 》；[2] ESU毅速《醫療領域案例丨3D打印在醫用喉鏡模具上的應用》。網站投稿請發送至2509957133@qq.com歡迎轉載，長期轉載授權請留言

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