模具制造為醫療生產帶來創新

文/Sch?ttli公司

為滿足醫療制造商對生產效率、產品質量和可靠性不斷增長的需求，瑞士模具制造商Schttli公司開發了一系列的創新模具解決方案，包括集成的側向澆口解決方案、精密的疊層模具及電驅動模具等。

世界人口的增長、城市化進程的加快、社會老齡化、新興市場獲得醫療保健服務的增加以及自我藥療的增多，意味著對醫療耗材的需求正在持續上升。

因此，醫療消耗品制造商必須滿足的生產率要求也在不斷提高。另外，制造商們還要解決客戶對質量和可靠性不斷增長的要求與降低成本的持續壓力這些相互沖突的問題。

廠商的生產空間有限，同時其成本不斷增加。這已經成為了中國等成長型市場中的一個重要特性，從而形成了提高每平方米生產空間生產率的要求，以及對生產量有更高的需求。

近年來，醫療制造商通過增加對具有更高生產率的緊湊型解決方案的需求來應對這一趨勢。例如，瑞士模具制造商Schttli公司（2013年被赫斯基注塑系統公司收購）采用創新設計推出的緊湊型側向澆口解決方案和疊層模具技術，即是滿足這些要求的解決方案。

采用Schttli高精度模具成型的各種復雜醫療部件

集成的側向澆口解決方案滿足高品質的要求

在醫療工程領域中，許多零部件需要的數量越來越大，包括注射器針筒、注射器柱塞、IV（靜脈滴注器）裝置組件、連接適配器及胰島素筆組件等。它們對于每平方米的生產空間要求更高的生產率，對生產量也有不斷增長的要求，同時還需要更高的效率或盈利能力。

一種側向澆口的變型，由于其緊湊的尺寸和澆口質量，通常被用于生產這些零部件所需要的高腔數注塑模具。這種澆口系統現在由一些模具廠商提供。由于沒有全能型多用途的側向澆口解決方案，因此，在過去，包括Schttli公司在內的模具制造商針對特定應用領域甚至為個別應用開發和優化了一系列概念。

在注射器柱塞的制造中，緊湊型模具中通常沒有用于雙臂或多臂星形澆口的空間。因此，Schttli公司提供了“熱邊緣”澆口。這種側向澆口概念專為特定的模具概念而設計，更緊湊，因此更適用于注射柱塞等應用。

根據客戶的要求，沒有側向澆口的注塑模具也可以配備一個閥式澆口作為澆口變體，用于各種醫療應用，例如培養皿。閥式澆口也特別適用于一些材料，如TPE或低黏度塑料。這為特別清潔的澆口創造了條件，但由于空間原因并不總是可行的。

不使用側向澆口的另一個應用實例是直接注塑成型針頭保護帽。在這種情況下，使用最多10個澆口的緊湊型澆口支架，以確保良好的熱傳遞。

這些側向澆口概念有其局限性，例如在使用更具挑戰性的塑料材料如PC、PA或PET時——PA的加工溫度窗口非常小，而PC和PET對總熱容量有著嚴格的限制。

精密的疊層模具使產量加倍

Schttli公司的5 ml注射器針筒疊層模具

與具有非常深的半模的傳統模具一樣，疊層模具中各個模具段的對齊對于注塑部件的質量和模具的壽命至關重要。在調試階段，模具制造商向客戶展示如何對齊模具以實現最佳的生產流程。疊層模具包括客戶支持系統，可幫助客戶精確配置和檢查模具，并且持續監控生產過程和進行調整。例如，帶有傳感器的監控系統有助于確保半模在注塑成型過程中最佳對齊。利用傳感器記錄和評估數據，在早期階段可檢測出可能的偏差。

在注射成型過程中增加電氣化

注射成型過程中的電氣化趨勢在醫療市場中是引人注目的，這使得全電式機器的比例越來越大。對于模具，使用電驅動的概念也在增加。模具內定義明確的路徑為快速、高效和可重復的次序創造了條件。電驅動的優點很明顯——在敏感的醫療市場中，許多系統需在潔凈室中運作，而無油模具有助于實現可靠的無顆粒生產過程。此外，電驅動需要更少的能量而且可以被集成到現有的控制系統中；可編程的控制設備允許獨立和并行地觸發運動；使用模具內最短的行程距離，能夠縮短周期時間；限制負載和監控扭矩，則減少了磨損并延長了模具的使用壽命。

復雜系統，易于維護

雖然你可能認為疊層模具、退扣技術或側向澆口技術很復雜，但是這并不意味著制造商需要一套復雜、嚴格的維護要求。

在涉及復雜圓柱形或圓錐形連接件的應用中，例如用于胰島素筆的持針器，銷保護系統為極薄模芯的可靠和精確定心創造了條件并且優化了系統的可靠性。由于該解決方案還提供了在模具打開后縮回整個模芯的能力，并且一旦建立了合模力，僅將模芯移動到注射位置區域，因此可以防止由彎曲甚至破損而引起的任何損壞風險。通過單獨的熱流道分配器設計，可以實現制造這些模芯以及澆口側螺紋型芯的優勢，從而能簡單處理并提高從注塑模具到注塑機的可用性。Schttli公司的熱流道系統是專為特定的應用而設計的。