模具制造为医疗生产带来创新

作者:Schöttli公司 文章来源:PT塑料网 发布时间:2018-08-08
为满足医疗制造商对生产效率、产品质量和可靠性不断增长的需求,瑞士模具制造商Schöttli公司开发了一系列的创新模具解决方案,包括集成的侧向浇口解决方案、精密的叠层模具及电驱动模具等。

世界人口的增长、城市化进程的加快、社会老龄化、新兴市场获得医疗保健服务的增加以及自我药疗的增多,意味着对医疗耗材的需求正在持续上升。

因此,医疗消耗品制造商必须满足的生产率要求也在不断提高。另外,制造商们还要解决客户对质量和可靠性不断增长的要求与降低成本的持续压力这些相互冲突的问题。

厂商的生产空间有限,同时其成本不断增加。这已经成为了中国等成长型市场中的一个重要特性,从而形成了提高每平方米生产空间生产率的要求,以及对生产量有更高的需求。

近年来,医疗制造商通过增加对具有更高生产率的紧凑型解决方案的需求来应对这一趋势。例如,瑞士模具制造商Schöttli公司(2013年被赫斯基注塑系统公司收购)采用创新设计推出的紧凑型侧向浇口解决方案和叠层模具技术,即是满足这些要求的解决方案。

集成的侧向浇口解决方案满足高品质的要求

在医疗工程领域中,许多零部件需要的数量越来越大,包括注射器针筒、注射器柱塞、IV(静脉滴注器)装置组件、连接适配器及胰岛素笔组件等。它们对于每平方米的生产空间要求更高的生产率,对生产量也有不断增长的要求,同时还需要更高的效率或盈利能力。

一种侧向浇口的变型,由于其紧凑的尺寸和浇口质量,通常被用于生产这些零部件所需要的高腔数注塑模具。这种浇口系统现在由一些模具厂商提供。由于没有全能型多用途的侧向浇口解决方案,因此,在过去,包括Schöttli公司在内的模具制造商针对特定应用领域甚至为个别应用开发和优化了一系列概念。

Schöttli公司也开发了各种侧向浇口系统,使模具制造商能够用自己的系统覆盖许多不同的医疗应用。

Schöttli侧向浇口模具针对每种应用使用不同的浇口概念,即根据尺寸、型腔数量和安装情况,用于生产注射针筒、持针器、胰岛素笔用持针器、连接适配器等的浇口数量在1~6之间变化。

在注射器柱塞的制造中,紧凑型模具中通常没有用于双臂或多臂星形浇口的空间。因此,Schöttli公司提供了“热边缘”浇口。这种侧向浇口概念专为特定的模具概念而设计,更紧凑,因此更适用于注射柱塞等应用。

根据客户的要求,没有侧向浇口的注塑模具也可以配备一个阀式浇口作为浇口变体,用于各种医疗应用,例如培养皿。阀式浇口也特别适用于一些材料,如TPE或低黏度塑料。这为特别清洁的浇口创造了条件,但由于空间原因并不总是可行的。

不使用侧向浇口的另一个应用实例是直接注塑成型针头保护帽。在这种情况下,使用最多10个浇口的紧凑型浇口支架,以确保良好的热传递。

这些侧向浇口概念有其局限性,例如在使用更具挑战性的塑料材料如PC、PA或PET时——PA的加工温度窗口非常小,而PC和PET对总热容量有着严格的限制。

精密的叠层模具使产量加倍

凭借这种浇口技术,Schöttli公司的紧凑型模具设计带来了优化和提高产量的潜力。通过在一副单独模具内使用具有两个分离层的叠层模具,注塑机的产能可以加倍。这是除了使用多腔模具之外提高生产单元产量的一种方案。这些系统在一副单独模具内使用两个模具分型面,通过相同的模具安装面和几乎相同的合模力来实现成型生产。因此,生产效率大大提高。在Schöttli公司,所制造的叠层模具比例现在超过了30%。

Schöttli的注射器针筒叠层模具
Schöttli公司的5ml注射器针筒叠层模具

与具有非常深的半模的传统模具一样,叠层模具中各个模具段的对齐对于注塑部件的质量和模具的寿命至关重要。在调试阶段,模具制造商向客户展示如何对齐模具以实现最佳的生产流程。叠层模具包括客户支持系统,可帮助客户精确配置和检查模具,并且持续监控生产过程和进行调整。例如,带有传感器的监控系统有助于确保半模在注塑成型过程中最佳对齐。利用传感器记录和评估数据,在早期阶段可检测出可能的偏差。

在注塑成型过程中增加电气化

注射成型过程中的电气化趋势在医疗市场中是引人注目的,这使得全电式机器的比例越来越大。对于模具,使用电驱动的概念也在增加。模具内定义明确的路径为快速、高效和可重复的次序创造了条件。电驱动的优点很明显——在敏感的医疗市场中,许多系统需在洁净室中运作,而无油模具有助于实现可靠的无颗粒生产过程。此外,电驱动需要更少的能量而且可以被集成到现有的控制系统中;可编程的控制设备允许独立和并行地触发运动;使用模具内最短的行程距离,能够缩短周期时间;限制负载和监控扭矩,则减少了磨损并延长了模具的使用寿命。

复杂系统,易于维护

虽然你可能认为叠层模具、退扣技术或侧向浇口技术很复杂,但是这并不意味着制造商需要一套复杂、严格的维护要求。

在涉及复杂圆柱形或圆锥形连接件的应用中,例如用于胰岛素笔的持针器,销保护系统为极薄模芯的可靠和精确定心创造了条件并且优化了系统的可靠性。由于该解决方案还提供了在模具打开后缩回整个模芯的能力,并且一旦建立了合模力,仅将模芯移动到注射位置区域,因此可以防止由弯曲甚至破损而引起的任何损坏风险。通过单独的热流道分配器设计,可以实现制造这些模芯以及浇口侧螺纹型芯的优势,从而能简单处理并提高从注塑模具直到注塑机的可用性。Schöttli公司的热流道系统是专为特定的应用而设计的。

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