中国国际医疗器械设计与制造技术展览会(Medtec China)2018

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2018年 9月26日-28日 | 上海世博展览馆

独家 | 采用快速制造法降低包覆成型和嵌件成型中的设计风险

2017-11-20

在设计过程早期确认你设计的零件是否可以塑造,这有助于降低风险。

包覆模塑成型和嵌件模塑成型是将两种不同材料结合在同一件成品中的模塑工艺。Proto Labs公司全球产品经理Becky Cater指出,这两种成型技术通常用于医疗器械制造领域,技术上都比较成熟,但都存在一些隐匿的风险。

1115Using Rapid Manufacturing to Mitigate Design Risk in Overmolding and Insert Molding

采用铜嵌件的嵌件成型部件。图片由Proto Labs公司提供。

包覆成型可用于提高把手和其它部件的耐用度、改变触感或提高美观性;包覆成型还用于省去后期装配步骤的模制垫片。嵌件成型通常包括金属嵌入物,目的是加固外部的塑料部分。Cater说:“最常见的嵌件成型是将有螺纹的金属嵌件嵌入塑料部分。”

鉴于此类注塑成型都需要投资,时间和成本上都有风险。Cater解释道:“采用传统的成型工艺,开发一款模具需要投入大量的资金和时间。通常还需要数个月时间作备份,以及需要生产10多万个零件才能收回模具上的投资。设计或制造上是否有问题,要到数月后拿到第一个样品后才能知晓,而这时再去修改设计往往太晚。”

另一个风险是关于材料之间的兼容性问题。她说:“包覆成型和嵌件成型中的一个重要考虑因素是材料间是否兼容,两种材料长期保持结合是要确保的。验证所设计的既定零件中两种材料的结合状况,即兼容状况的最佳方法是,在设计过程早期即制造出能代表最终产品状况的零件。”

为了帮助工程师处理好此类风险,从而更容易达到包覆成型和嵌件成型,Proto Labs公司开发了“快速包覆成型”。Cater说:“我们可以在设计过程早期,通过确认零件可以制造,我们可以从客户手中获取零件快速进行设计确认,由此可减少设计风险。从三维建模入手,而不是两维图形,利用数字主线技术(Digital Thread),通过议价和制造过程的自动化,我们已经显著减少了零件包覆成型和嵌件成型的成本,显著减少了订货后的交付时间。”

例如,Proto Labs邀请潜在客户将他们的三维计算机辅助设计(3D CAD)模型上传至Proto Labs公司的网站。Cater说:“几小时内,客户即可知道他们的零件是否适于模压。我们用我们自己的软件分析了他们的设计,评估了它们的模压性能,并通过在线互动报价系统提供了反馈。我们的应用工程师团队还可以提供咨询服务,帮助客户克服任何挑战。”

在材料兼容性问题上,这种反馈特别有帮助。Cater说:“对于包覆成型或嵌件成型工艺中化学上不能良好结合的材料,我们可以与客户合作研究如何结合机械联锁以获得额外的结合保证。”

一旦设计完成,公司即可采用自动化软件来做出模具。通过采用这种自动化方式可大幅缩短制造时间,Proto Labs公司可以在15天或更短的时间内提供25至1万余件模制成品。该公司针对样品和最终用生产零件储存成百上千个工程级热塑性塑料和液态硅橡胶材料。Cater表示,“如果我们未储存客户所需的特定材料,我们也可以接受大多数客户供应的树脂。”

来源:MD&M