اختصاصی بسپار/ کاهش هزینه و افزایش حجم تولید با فرآیند جدید میکروقالب گیری (micro-moulding)

بسپار/ایران پلیمر  به طور کلی فناوری میکروقالب گیری برای آنژیوکت‌های جدار نازک توسعه داده شده است، اما ممکن است در بخش‌های دیگر به جز پزشکی نیز کاربرد داشته باشد. یک رویکرد جدید برای میکروقالب گیری آنژیوکت‌های جدار نازک توسط شرکت میکروقالب گیری دقیق Accumold توسعه داده شده است. انتظار می‌رود روند جدید ضمن افزایش حجم تولید، هزینه‌ها را نیز کاهش دهد. همچنین گفته می‌شود که طراحی آنژیوکت دیواره نازک برای برآورده کردن نیاز کاربردهای خاص قابل تنظیم است.

قطعات در مقیاس کوچک
به گفته Accumold، فرآیندهای تولید معمولی آنژیوکت‌ها همگی محدودیت‌هایی را در کارایی و کیفیت ایجاد می‌کنند. اکستروژن، که شامل وارد کردن مواد از طریق قالب برای ایجاد شکل آنژیوکت می‌شود، به‌ ویژه برای ابعاد کوچک به دلیل احتمال ناهماهنگی مواد، نا همواری‌های ضخامت دیواره و نقص‌های احتمالی چالش‌برانگیز می‌شود. tipping، فرآیند افزودن نوک پلاستیکی یا فلزی به آنژیوکت است که تغییرپذیری را از نظر استحکام پیوند و تراز نوک ایجاد می‌کند که می‌تواند بر دقت مورد نیاز برای کاربردهای پزشکی تأثیر بگذارد. همچنین نگرانی‌های کلی در مورد فرآیند چسباندن وجود دارد، زیرا در صورت جدا شدن آنژیوکت، می‌توانند منجر به ایجاد مشکلات ایمنی شوند.
با افزایش تقاضای امروزی برای اجزای کوچک‌تر و نازک‌تر، قالب‌گیری تزریقی میکرو می‌تواند نقش مهمی در صنعت پزشکی ایفا کند، به‌ویژه زمانی که روش‌‌های کم تهاجمی و نیاز به دستگاه‌های کوچک‌تر رایج‌تر شده است.
میکرو قالب‌گیری تزریقی همچنین امکان تولید ابزار پزشکی با طراحی پیچیده را فراهم می‌کند که اغلب به استحکام بالا نیاز دارند.
شرکت Accumold پیش‌بینی می‌کند که این رویکرد قالب‌گیری به دلیل قابلیت در تولید قطعات در مقیاس کوچک و کیفیت ثابت، برای کاربرد در سایر صنایع، از جمله الکترونیک و خودرو نیز قابل اجرا خواهد بود.

کوچک سازی و مانورپذیری
پیش‌بینی می‌شود که تقاضا برای آنژیوکت‌های کوچک و دیواره نازک برای تسهیل روش‌های کم تهاجمی مراقبت از بیمار، مانند جراحی لاپاراسکوپی و آندوسکوپی افزایش یابد. اندازه کوچک و دیواره‌های نازک آنژیوکت‌ها همچنین باعث ایجاد حداقل اختلال در بافت در حین قرار دادن و همچنین کاهش درد، زمان بهبودی سریع‌تر و کاهش خطر عوارض می‌شود. آنژیوکت‌های تخصصی به ویژه در زمینه‌هایی که مانورپذیری ضروری است، مانند جراحی مغز و اعصاب و مداخلات قلبی عروقی، نقش مهمی ایفا می‌کنند. طراحی باریک آن‌ها دسترسی به ساختارهای پیچیده را امکان پذیر می‌کند که دستیابی به آن‌ها با ابزارهای بزرگتر می‌تواند چالش برانگیز باشد. علاوه بر این، با ادامه تکامل فناوری‌های پزشکی به سمت کوچک‌ سازی و فناوری‌های کم تهاجمی، آنژیوکت‌های کوچک و دیواره نازک به اجزای ضروری برای دستگاه‌های پزشکی نوآورانه تبدیل می‌شوند.

جزئیات فرآیند
فرآیند میکرو قالب‌گیری تزریقی طی پنج سال پژوهش در Accumold تکمیل شده است. اطمینان از ضخامت یکنواخت دیواره بسیار مهم است، زیرا تغییرات می‌تواند منجر به تاب خوردگی و پر شدن ناکافی شود. قرارگیری مناسب راهگاه برای تأثیرگذاری بر جریان مواد و به حداقل رساندن نقاط تنش ضروری است، در حالیکه کانال‌های خروجی مناسب برای جلوگیری از تله‌های هوا که می‌تواند منجر به نقص سطح شود، ضروری است. گنجاندن زوایای کشش مناسب، خروج بدون درز از قالب را تسهیل می‌کند و از آسیب احتمالی جلوگیری می‌کند. پرداختن به ملاحظات مونتاژ نیز در برخی موارد می‌تواند حیاتی باشد، به خصوص اگر آنژیوکت بخشی از یک ابزار بزرگتر باشد.
نسبت ابعاد مناسب به طور مستقیم بر قابلیت ساخت و کیفیت قطعه قالب‌گیری شده تأثیر می‌گذارد. حفظ نسبت ابعادی متعادل برای جلوگیری از چالش‌های مرتبط با دینامیک جریان، خنک‌سازی و یکپارچگی ساختار ضروری است. نسبت ابعاد بیش از حد بالا می‌تواند منجر به مشکلاتی در جریان مواد و پر شدن حفره ی قالب شود که به طور بالقوه منجر به ضخامت ناهموار می‌شود. در مقابل، نسبت ابعاد بسیار پایین ممکن است مانع خنک‌سازی مناسب شود و باعث تاب خوردن شود و ایجاد تعادل مناسبی که هم قالب‌گیری دقیق و هم پایداری ساختاری را افزایش می‌دهد، حیاتی است.
دستیابی به نسبت ابعاد ایده آل نه تنها برای پر کردن موفقیت آمیز قالب، بلکه برای اطمینان از کیفیت ثابت در سراسر فرآیند تولید بسیار مهم است. نسبت ابعادی متعادل، خطر نقص‌هایی که می‌توانند عملکرد کلی آنژیوکت را به خطر بیندازند، به حداقل می‌رساند. علاوه بر این، نسبت ابعاد بر سهولت قالب‌گیری و مونتاژ تأثیر می‌گذارد و به تولید کارآمد و محصولات نهایی قابل اعتماد کمک می‌کند.

انتخاب مواد
در طول این فرآیند توسعه پنج ساله، توجه ویژه ای به انتخاب مواد معطوف شده است که در بهینه سازی نتایج بسیار مهم است. چالش‌های منحصربه‌ فرد ناشی از تولید در مقیاس میکرو، مانند پر کردن دقیق حفره و تکرار هندسه ی پیچیده، به موادی نیاز دارد که دارای ویژگی‌های خاصی مانند گرانروی کم، جریان پذیری عالی و حداقل جمع شدگی باشند. انتخاب مواد همچنین بر دوام و زیست سازگاری ابزار‌های پزشکی تأثیر می‌گذارد و تضمین می‌کند که آن‌ها بتوانند در شرایط کاربرد مقاومت کنند و در عین حال برای بیماران بی‌خطر باشند. طبق گفته Accumold، با انتخاب موادی که با کاربرد و فرآیند ساخت مورد نظر هماهنگ هستند، تولیدکنندگان می‌توانند به کیفیت ثابت، دقت ابعادی و قابلیت اطمینان عملکردی دست یابند که در نهایت باعث موفقیت تلاش‌ها در زمینه ی میکروقالب گیری می‌شود.

کاربردهای پزشکی فعلی
طبق گزارش‌ها، فرآیند میکروقالب گیری در طیف وسیعی از کاربردهای نهایی در مواد مختلف با موفقیت انجام شده است. یکی از مثال‌های ذکر شده توسط Accumold یک کاربرد آنژیوکت چشمی است که در آن از پلی کربنات برای تولید آنژیوکت‌های کوتاه برای استفاده در جراحی چشم استفاده می‌شود. قطر بیرونی این آنژیوکت 0.035 اینچ (0.889 میلی متر)، قطر داخلی 0.027 اینچ (0.6858 میلی متر) و ضخامت دیواره 0.004 اینچ (0.1016 میلی متر) است.
این شرکت همچنین نمونه اولیه یک آنژیوکت قالب‌گیری شده را برای دارورسانی سرطان برای یک سازنده دارو با استفاده از پلی پروپیلن ساخته است که دارای قطر داخلی 0.027 اینچ (0.6858 میلی متر)، قطر خارجی 0.015 اینچ (0.381 میلی متر) و ضخامت دیواره 0.006 اینچ (0.1524 میلی متر) است. برای این کاربرد، ضخامت دیواره به سمت سوزن کاهش می‌یابد و در نوک آن نازک تر است.
با استفاده از پرس‌های داخلی تمام خودکار این شرکت و ابزارهای میکروقالب 16 حفره ای، تولید قابل اعتماد، تکرارپذیر و با حجم بالا به میزان 40 میلیون قطعه در سال از یک دستگاه گزارش شده است.