從設計、使用、再利用到最終處理的整個產品生命周期中，尋求適用于醫(yī)療器械領域的熱塑性材料具有至關重要的意義。然而，在考慮設計參數、材料特性及設備能力等各種因素的基礎上，為每一個零件或組件確認最佳成型工藝同樣重要。

優(yōu)化的工藝流程有助于推動醫(yī)療器械產品在市場上取得成功，例如加快上市時間、提升企業(yè)競爭力、降低運營成本、確保產品質量一致性并助力開發(fā)創(chuàng)新設計。

大型熱塑性樹脂供應商可以在這一領域中提供非常大的幫助。他們不僅是這一領域的材料專家，而且擁有精湛的加工知識和寶貴的行業(yè)經驗，可以為醫(yī)療器械生產企業(yè)打造多種優(yōu)勢。此類加工專業(yè)知識來源于內部研發(fā)和測試活動，以及與客戶共同開展應用開發(fā)工作的經驗積累，從而助力原始設備制造商實現生產流程的最優(yōu)化。

醫(yī)療器械創(chuàng)新網優(yōu)缺點對比

每一種塑料醫(yī)療器械創(chuàng)新網都有優(yōu)勢和劣勢。真正挑戰(zhàn)在于根據所需零件、設備性能、設計規(guī)格、材料的物理和機械性能、外觀效果、生產數量、二次操作以及加工工廠的能力等各種參數，確定適用于某一具體應用的最佳加工方式。

多種可變因素的存在會使工藝篩選流程變得非常復雜。SABIC等大型熱塑性材料供應商可以給予專業(yè)的篩選指導，提供各種資源幫助客戶確認合適的加工方式、并對其進行優(yōu)化處理以匹配具體的應用。此類資源包括加工設備、應用測試能力、實驗室設施以及具體材料的性能數據。

除了提供現有加工技術支持，材料供應商還致力于實現工藝升級和完善。此外，他們助力開發(fā)全新的加工方式，攻克當前經濟或技術的制約，推動新型零部件的生產進程。

標準注塑成型工藝

由于傳統(tǒng)加工方式注塑成型工藝用途極為廣泛，而且能夠提供高尺寸精度和高產出率，其在醫(yī)療器械生產行業(yè)中依然廣受歡迎。這一工藝可用于生產多種產品，包括吻合器和穿刺器等手術器械以及大型診斷設備外殼。

除了以上優(yōu)勢，注塑成型工藝還可以幫助器械生產商解決醫(yī)療領域一些極具挑戰(zhàn)性的難題：

有助于提高患者治愈率：

對于注射筆以及帶有可移動精密零部件的自動注射器等藥物輸送裝置而言，注塑成型工藝可以提供精確用藥劑量所需的高精度，從而確保獲得良好的治療效果。

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降低成本：

通過整合零部件和取消二次操作步驟，采取注塑成型工藝打造的產品設計有助于降低底盤和骨架等固定設備所需組件的使用成本。

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提高可用性：

薄壁注塑成型工藝有助于減輕便攜式醫(yī)療器械的重量，為醫(yī)護人員及患者運輸和操作器械提供了便利性。

采用注塑成型工藝首先需要考慮系統(tǒng)成本。盡管前期注塑成型模具成本較高，但極高生產成型效率、長時間的模具使用壽命以及高產量生產等經濟優(yōu)勢，也在一定程度上抵消了模具成本過高的不利影響。

另一個因素是設計自由度。器械設計師可以從多種適用于注塑成型工藝的樹脂和樹脂復合材料進行選擇。此類材料包括聚碳酸酯(PC)、 聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(PC/ABS)以及適用于發(fā)泡成型的改性聚苯醚。能夠在高壓蒸煮滅菌等苛刻條件下重復使用，提供固有潤滑性或高模量的特種復合材料，從而為設計師提供更多的選擇。

處理溫度、壓力和樹脂含水量等可變因素以及設計規(guī)格和設備能力都會影響產量和質量。例如，需要進行具體分析和測試來確保多穴模具中零部件之間的一致性，控制薄壁制品的翹曲度和擴大流動區(qū)域，同時實現零部件所需的復雜性能特征。

這正是材料供應商投資工藝開發(fā)能夠為器械生產商提供的主要優(yōu)勢——節(jié)約時間并避免出現代價高昂的失誤。大型供應商了解現有注塑成型技術的應用范圍和局限性，可以采用自有技術資源來克服這些障礙，從而幫助客戶達到目的。

特殊注塑成型工藝

高級注塑成型技術有助于滿足醫(yī)療器械所需的特殊性能要求、外觀效果以及加工需求。

氣體輔助注塑成型工藝

作為傳統(tǒng)注塑成型工藝的升級版本，氣體輔助注塑成型工藝需要將壓縮氮氣注射入模具內部。氮氣流經固定渠道，通過形成中空區(qū)域來取代零部件較厚部位的樹脂材料。采用這項工藝制造的零部件重量減輕、模內應力降低、壁厚度均勻性提高、尺寸穩(wěn)定性也進一步提升。

此外，氣體輔助注塑成型工藝還有助于減少縮痕產生，從而實現優(yōu)質的表面平整度。這項技術解決了復雜幾何形狀零件無法在傳統(tǒng)單一零件成型工藝進行生產的問題。這種注塑成型工藝可以提供出色的經濟優(yōu)勢，例如減少材料消耗量和縮短生產周期時間，從而有助于提高生產效率。

作為一項先進工藝技術，氣體輔助注塑成型工藝可以通過輕量化和人體工學設計來改善醫(yī)療器械可用性。典型應用場合包括用于牽開和嵌入處理的不銹鋼手術器械。除了更佳的人體工學設計，采用氣體輔助注塑成型工藝生產的零部件，還可以省略采用外部加強筋促進成型的步驟，打造更為平整的表面，提高清潔便利性并減少可能增加感染幾率的人體組織堆積。

采取氣體輔助注塑成型工藝的注意事項包括準確定位氣體通道、調節(jié)零部件中控區(qū)域快速冷卻過程（零部件內外部均需要進行冷卻處理）。

確認適用于這項特殊工藝的材料需要從材料供應商尋求相關建議。此外，生產優(yōu)化則需要器械生產企業(yè)、注塑工廠和樹脂供應商的協(xié)作配合。

快速冷熱成型工藝

模具溫度對提升注塑成型零部件表面質量發(fā)揮著重要的作用。在注塑成型周期中，快速冷熱成型技術可以對模具表面溫度進行熱循環(huán)控制。這需要在注塑前采用過熱水系統(tǒng)或感應線圈等特殊設備加熱模具表面，使其溫度升高至材料的玻璃轉化溫度(Tg)以上。樹脂注射入模腔之后，模具需要在成型部件頂出脫模之前進行快速冷卻降溫。

借助這項工藝， 玻纖增強材料可用于打造高樹脂含量表面，從而生產出對表面光澤度有較高要求的零部件。采用玻纖增強材料進行成型加工的零部件具有優(yōu)質表面平整度，有助于省略噴涂步驟。高品質表面可以提升家用器械對患者的吸引力并增強市場競爭力。

此外，零部件內應力降低也是快速冷熱成型工藝的另一項優(yōu)勢。內應力降低可以獲得更佳的耐開裂性，尤其是在需要使用化學清洗劑預防醫(yī)院獲得性感染（HAI）的應用場合。適用于快速冷熱成型工藝的樹脂包括玻纖填充聚碳酸酯和聚醚酰亞胺以及特種復合材料。SABIC等擁有全球應用開發(fā)中心的材料供應商可以為客戶提供有助于他們高效應用快速冷熱成型工藝的豐富資源。

二次成型工藝（二次注塑成型）

如果單一熱塑性塑料材料無法滿足零部件的要求，可以應用機械緊固、溶劑粘合、焊接、膠粘和按壓式卡扣裝配等技術接合兩種或多種熱塑性塑料材料。然而，此類二次操作尤其耗費時間，而且也增加了成本、影響了生產率。

在剛性基材上直接進行熱塑性彈性體或液體硅膠（LSR）二次注塑成型可以避免二次操作步驟。只要兩種材料相互兼容，還能夠獲得較高的粘結度。這項工藝有助于提升醫(yī)療器械的人體工學性能和安全性能，而且能夠提供良好的外觀效果。彈性體材料的不同感官效果（握感、觸感、質地等）為器械生產商提供了多樣化選擇。降噪減震專用材料同樣可以供應，而且其中的多款材料具有多種顏色可供選擇。

應用例子包括生產手術器械或便攜式設備(例如除顫器)的手柄以及有助于保證患者安全和行走穩(wěn)定性的耐用醫(yī)療設備（助行器、拐杖等）的舒適防滑區(qū)域。

與傳統(tǒng)設計和醫(yī)療器械創(chuàng)新網有區(qū)別的是，成功的二次成型必須能夠滿足兩項材料的不同收縮特性。彈性體出現明顯收縮可以通過使用高模量基板材料、在基板材料中制作加強筋進行一定程度的緩解。

增量制造技術

作為一項顛覆性技術，增材制造以數字文件為基礎，通過塑料材料逐層堆積生成三維（3D）物體。這項技術在醫(yī)療器械醫(yī)療器械創(chuàng)新網具有多種潛在優(yōu)勢，其中包括制定患者特異個性化治療方案、通過取消模具降低使用成本、提供寬泛的設計自由度等。采用增材制造生產的創(chuàng)新零部件，例如用于復雜手術診斷或指導的骨骼和器官模型、定制化模型和假肢、醫(yī)用和口腔植入體等，為醫(yī)療行業(yè)帶來了巨大優(yōu)勢。

增材制造目前在醫(yī)療器械中的應用主要集中在原型設計和個性化、定制化零部件生產。增材制造未來也將有望應用于大規(guī)模生產，但面臨的一個挑戰(zhàn)是需要將樹脂和樹脂復合材料進行特殊加工處理以適應這種工藝流程。醫(yī)療器械設計師需要確保他們所選擇的材料能夠符合來源、監(jiān)管鏈、測試、法規(guī)遵循以及供應鏈等方面的嚴格標準。當然，這些材料還必須能夠滿足生物相容性和滅菌相容性等醫(yī)療行業(yè)基本需求，而且必須適用于增材制造生產方式。