国际医疗器械设计与制造技术展览会

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2023年6月1-3日 | 苏州国际博览中心B1-E1号馆

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2023医疗器械展细数金属塑膜成型技术优势: 为原始设备制造商在一次性用品的生产中提供了边界和安全保障

2023-01-05

现如今外科手术中使用的医疗器械通常需要具有比以往更精细、更多的功能,这主要是由于微创手术的发展所带来的。因此,在产品设计和开发中,对细节的进一步重视变得至关重要。为了满足对小型、复杂、轻量级手术产品的需求,医疗器械原始设备制造商 (OEMs) 越来越多地选择生产一次性手术工具和产品,它们可以为外科医生和医院提供灵活、现成的一次性无菌解决方案。

很多需求也在于解决医院获得性感染 (HAIs),因为一次性器械相比需要经过重复使用和消毒的可重复使用器械在预防感染传播方面更为安全。

原始设备制造商也希望其合同加工外包 (CMO) 合作伙伴能够满足这些不断变化的需求,从而为外科医生及其患者提供支持。这也是创新技术为什么能持续帮助实现具有成本效益和高生产效率的高级功能的原因。

金属注塑成型 (MIM) 工艺和传统机械加工均可生产出小型高强度的一次性外科手术部件和产品。但是,在决定更适合使用哪种工艺时,效率是一项关键因素。

在医疗器械零部件的生产中,传统机械加工和金属注塑成型都有其各自的优势和劣势,特别是在部件更小并需要更多灵活性时。为了确定使用哪种工艺更好,需要进行以下考量:

  • 材料选择
  • 部件尺寸
  • 体积
  • 公差

金属注塑成型对于需要进行组装或需要多个组装步骤的零部件生产而言是理想的选择。

在医疗器械制造中对金属注塑成型的使用,特别是对微创手术工具和微型手术辅助器械的制造在过去数十年里呈指数级增长,这是有充分理由的。微创手术为患者提供了许多好处,包括减少疼痛、减少对组织的损伤、缩短住院时间以及加快康复。同时,鉴于微创手术数量的增长,金属注塑成型成为了合同加工外包公司在如今的医疗技术市场中保持竞争力的一项核心能力。

2023医疗器械展Medtec China塑膜成型服务与设备企业,包括英柯欧、摩瑞都、壹之璟、东莞市庚盈精密模具、江苏日成医疗科技、康程精密科技等也将在现场提供新型DF5系列-SBH10喷嘴加热器 、医疗行业用迷你干燥机、内镜配套耗材及维修配件、一次性使用硅胶导尿管&导尿包等。点击快速预登记。

金属注塑成型工艺对于大批量小型复杂部件和具有复杂几何形状的产品(例如用于手术中切割和接合的手持工具)的生产而言是理想的选择。由金属注塑成型工艺生产的器械具有极佳的强度和属性,并且相比传统金属加工和压铸工艺而言通常具有更低的生产成本。总体而言,金属注塑成型包括:

  • 更大的设计自由。金属注塑成型在零部件的设计和制造方面有着最小的设计限制。此外,几乎所有的设计变更都可以在最短的开发周期和周转时间内实现。
  • 形状复杂的部件。金属注塑成型对于形状复杂的部件,以及需要进行组装或需要多个组装步骤的部件的生产而言是理想的选择。
  • 高产量需求。金属注塑成型在具有复杂几何设计的小型精密零部件的大批量生产中最具优势。该工艺在需要大批量和稳定质量产出的情况下适合使用自动化技术。
  • 小型化。金属注塑成型技术是生产微型零件时最经济可行的工艺。

金属注塑成型工艺在需要大批量和稳定质量产出的情况下适合使用自动化技术。

金属注塑成型工艺

2023医疗器械展Medtec China了解到金属注塑成型工艺与塑料注塑成型非常相似,不同的是它的原料使用的是金属而非塑料。它是一种将塑料注塑成型与粉末冶金相结合的混合技术。金属注塑成型工艺的第一步是材料选择和准备。当合适配比的金属粉末和有机粘合剂被混合在一起后就形成了注塑成型的原料。在使用注塑机时,所生产的零部件将经过粘结剂去除过程。根据所使用的粘合剂类型将应用不同的脱粘工艺。在经过脱粘后,零部件将再经过烧结工艺,确保其获得所需的材料组成、物理特性和正确的几何形状。涉及的工艺包括:

  • 混合——均匀混合。
  • 成型——标准注塑成型机。
  • 脱粘——通过有机物和/或加热去除有机物。
  • 烧结——控制收缩形成致密体。

通过金属注塑成型工艺,能够以极低的成本实现95%-98%的锻造材料属性。进行注塑成型时,需要注意并非所有的原料和方法都是相同的。为了获得理想的力学属性、高密度和小尺寸变化,需要重点使有机粘合剂和表面活性剂从金属基体中不断收缩和扩散。较差的扩散会因封闭气体而增加金属基体中的空隙,而较低的密度则会极大降低零部件的强度。

金属注塑成型与传统机械加工的对比

金属注塑成型技术是经济地生产微型零部件的最佳工艺。

金属注塑成型工艺最适用于传统机械加工无法经济有效地生产的小而复杂的精密部件。增加传统机械加工的复杂性不仅会增加成本,也会增加安装和整体生产时间,并且机械加工通常需要多个加工步骤和二次加工。传统机械加工具有设计上的局限性,它需要更高的劳动强度,并可能造成严重的材料浪费。机械加工生产的部件需要进行组装,而金属注塑成型能够以高度自动化的过程生产出复杂的几何结构。金属注塑成型所需的劳动力和生产时间更少,并且当产量增加时,它具有更高的灵活性来扩大生产规模。

在金属注塑成型中,最大的成本在于前期定制模具的生产,但初期投资将被后续的高产量所抵消,这也是金属注塑成型工艺最适合于大批量生产项目的原因。但请记住,如果设计可能在下游环节发生改变,那么机械加工可能比金属注塑成型在设计上具有更高的灵活性,这是因为一旦生产了一个模具,那么它将很难适应设计的变化。

金属注塑成型与机械加工工艺都能生产出高质量的产品。金属注塑成型能够以极高的产量生产高度一致的产品,因为在注塑成型工艺中可以非常有效地实现自动化。由于机械加工的生产周期较长,它更适用于生产具有复杂形状和更严格公差的低产量产品。对于临界公差的生产场景,金属注塑成型相比机械加工需要更少的二次加工(包括精加工)。金属注塑成型工艺可以被用于处理具有挑战性的材料,以及消除二次打磨操作(可使项目成本显著提升)。

在材料使用方面,金属注塑成型可以根据客户所需的特定属性自定义材料成分。可用于金属注塑成型工艺的材料成分包括不锈钢、低合金钢、碳钢、镍合金、工具钢和钨合金。金属注塑成型相比机械加工的另一大优势在于它使用更少的原材料,因此减少了材料浪费,从而也降低了项目的成本。金属注塑成型更适用于薄壁部件、内外螺纹件的生产以及在部件上浇注文字或数字。死角、交叉孔和沟槽等其他设计特征也可以通过金属注塑成型实现。

对于希望大批量生产具有卓越机械性能的精密部件和独特的几何形状的CMOS来说,金属注塑成型是一项高效且成熟的制造工艺,它可以在不牺牲质量的情况下为客户节省成本。2023医疗器械展Medtec China现场有大量专注于塑膜成型服务的企业,为产品研发生产出谋划策。

文章来源:

Medtec 医疗器械设计与制造