图5是用于不同手术作业的二次注塑手柄实例。依据参数规定,这些手柄可统一放入一个工具盒。 图6为放置各种手术器械的工具盒。它由金属板经过激光切割、弯曲、移印加工而成。其边缘有TPE缓冲垫,使各个转角更为圆滑,起到保护作用,同时还能减震,以达到坠落-冲击测试的要求。工具盒二次注塑使用的是硬塑手柄材料,可承受多次272?F蒸汽灭菌以及使用氢氧化钠等腐蚀性化学品稀释溶液的冷化学灭菌。  | | 图5. 图中为手柄成品。具有柔感的医疗手术手柄使用嵌入注塑制成。 |
自动体外除颤器:图7的自动体外除颤器(AED)展示了如何通过不同的注塑技术,使产品获得多种功能。 采用二次注塑技术加工自动体外除颤器,可以满足多种需要。其中最重要的是提高防震、防撞和防水性能。该自动体外除颤器接受的测试包括:1.5m坠落试验、循环载荷试验以及浸水试验(将装置浸入水中)。只有将硬质、低温、耐冲击的基材与具有柔感的TPU覆盖材料相结合,才能同时满足上述要求,从而全面提高除颤器的性能。  | | 图6. 工具盒与托盘都经过二次注塑,拥有柔性边角缓冲垫。 |
除颤器顶部和底部形成蛤壳结构。电池位于上部机壳内。上下机壳基材使用气辅注塑和二次注塑;电池则使用双层二次注塑制成。在电池开门二次注塑中,第一步通过嵌入注塑获得顶级的柔感表面;第二步在电池开门上制做一个垫圈,起到防水密封的作用。 图8显示了除颤器蛤壳形顶部和底部的横断面,清楚地展示了该器材使用气辅注塑的部分。该除颤器设计具有很好的机械结构完整性、耐冲击性以及多种功能。横断面显示上下机壳均有缓冲气道,同时也清楚显示了上下机壳二次注塑结构和电池开门的双层二次注塑结构。  | | 图7. Zoll Medical公司(美国麻州,Chelmsford)的自动体外除颤器采用柔感材料经二次注塑制成。 |
便携式除颤器:图9的便携式除颤器手柄同样展示了柔感注塑材料的优点。该加工过程也要求基材具有耐冲击性、结构完整性并且可以二次注塑。首先对手柄基材进行气辅注塑,然后放入到另一个模具进行TPU二次注塑。使用气辅注塑的另一个好处是可以减少装置的总重。对气辅注塑部件进行二次注塑的难点是如何正确选择气辅注塑参数。图10显示了二次注塑前此手柄基材的横断面。  | | 图8. Zoll Medical公司蛤壳形自动体外除颤器的横断面,清楚地展示了此器材使用气辅注塑的部分。 |
为了符合坠落和循环载荷试验的要求,手柄内核必须十分平整,无任何易损区域。从机械学角度讲,中空的横断面与手柄的硬度没有太大关系。事实上,在实际应用中,中空部分在承受负荷时会发生变形,更能缓冲手柄从高处坠落时的撞击力。 一般而言,同时使用气辅注塑和二次注塑时,很重要的一点就是确保气辅注塑部件有充足的壁厚余量,能够进行二次注塑。否则,填充二次注塑树脂时的压力会使产品软化、变形。严重时,甚至会使基材碎裂。  | | 图9. Zoll Medical公司的便携式除颤器手柄使用二次注塑的气辅注塑制成。. |
图9还展示了另一种使用硬质树脂生产柔感部件的技术。它的设计思路主要是构建刚性气辅注塑结构(便携式除颤器两侧的蓝色手把)以提高抗冲击性能,同时兼有柔感的外观特性。此技术采用的专利混合材料由两种不同的树脂合成,不仅可具有柔软的丝绒触感表面,而且具有缓冲、减噪、抗震、耐化学腐蚀等功能。 结论 在过去10年间,二次注塑伴随着材料技术的进步而不断改进,为医疗器械应用带来了新的发展和创造。它不仅可以生产具有柔感的表面,还能够在很多方面改善产品设计性能,例如:美化外观、增加功能、品牌标识、提高附加值等等。作为一种多材料注塑技术,二次注塑可以让医疗器械OEM制造商将2种或多种不同特性的材料结合在一起,从而提高产品价值。 |