1. 工藝原理簡(jiǎn)析
滾塑,學(xué)術(shù)稱謂旋轉(zhuǎn)成型(Rotation Molding),是一種適用于制造中空塑料制件的加工工藝。主要流程基于熱能驅(qū)動(dòng)下的慢速成型:
- 粉料裝填: 將計(jì)量后的(通常為粉狀或液態(tài))塑料原料(例如聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC、尼龍等醫(yī)用級(jí)樹脂)裝入中空的金屬模具內(nèi)。
- 封閉加熱旋轉(zhuǎn): 模具密閉,將其送入烘箱,同時(shí)在雙軸系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行低/中等速度(常<20轉(zhuǎn)/分)的持續(xù)360度自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)。
- 熔融流平成模: 烘箱內(nèi)高溫導(dǎo)熱,塑料粉末受熱均勻熔并流動(dòng)附著到模具腔體整個(gè)內(nèi)壁上粘附成形內(nèi)壁殼材體。
- 緩冷開模取件: 慢循環(huán)冷制程: 移至冷卻區(qū)繼續(xù)旋降溫處理完成凝固成結(jié)構(gòu)件。
其特殊點(diǎn)——材料完全依靠重力+旋轉(zhuǎn)離心形成熔附塑化,無外來注射或壓鑄高壓存在——決定整體工藝慢應(yīng)力及“低壓加工”特色特性重要特點(diǎn)。
2. 核心優(yōu)勢(shì)與現(xiàn)實(shí)考慮
與其優(yōu)勢(shì)同時(shí)存在是工藝限定和制造瓶頸制約:
- 優(yōu)點(diǎn):
- 一體化中空成型優(yōu)勢(shì)突出——可以形成整體式塑料空心腔體的最佳工藝之一,特別適用于設(shè)計(jì)單殼式密封腔結(jié)構(gòu)如大型醫(yī)用清洗液周轉(zhuǎn)容器儲(chǔ)血器等結(jié)構(gòu)。
- 壁厚不均但可適應(yīng)結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一性強(qiáng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)(可設(shè)計(jì)不同位置壁厚度)設(shè)計(jì)靈活性較強(qiáng);但較差的成型力學(xué)物理性質(zhì)則需補(bǔ)償強(qiáng)化。
- 設(shè)計(jì)復(fù)雜曲面構(gòu)造較佳可行:模具空間自由允許設(shè)計(jì)凹槽和嵌套設(shè)計(jì)制造可能更大程度允許;模具成型內(nèi)部空間可設(shè)結(jié)構(gòu)支撐條及內(nèi)置管道預(yù)構(gòu)造。
- 成本敏感大型件具備一定制造相對(duì)成本優(yōu)勢(shì)比傳統(tǒng)加工,僅模具制作成本高且周期長(zhǎng)。
- 限制::
*周期很長(zhǎng):?jiǎn)渭a(chǎn)長(zhǎng)周期可達(dá)30分鐘甚至1小時(shí)以上(取決件類體積復(fù)雜度);小批量適合大批難行。
*壁勻性弱于模壓射出:制品壁厚的范圍不易穩(wěn)定達(dá)到高精度值通常0.8公厘毫米以下制品難以精確成型;
*精度水平較低:
成型件精度低較難控制表面毛刺度、產(chǎn)品一致性精度受限;部分情況下需要后期切割整型工序;
尺寸穩(wěn)定性及剛性較弱于注塑及吹塑制品強(qiáng)度需要結(jié)構(gòu)再優(yōu)化,制品精度約在IT15類較低級(jí)數(shù)等級(jí);
復(fù)雜部件制造周期明顯長(zhǎng)
受旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)限制過細(xì)薄高深腔零件較難實(shí)現(xiàn)加工——通常制品以較壁體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為適合點(diǎn); - 醫(yī)用物料約束性:
在臨床器材加工環(huán)境選擇適配必須通過ISO10993相關(guān)資質(zhì)認(rèn)證的安全材料如醫(yī)用耐化學(xué)級(jí)聚烯烴實(shí)現(xiàn)成型作業(yè)。該材料雖具一定生物相容性、化學(xué)惰性但其物理力學(xué)強(qiáng)度較弱;必須進(jìn)行嚴(yán)格結(jié)構(gòu)仿真優(yōu)化提高部件性能應(yīng)用表現(xiàn)強(qiáng)度問題;材質(zhì)需多次反復(fù)熱處理,可能提高材料老化風(fēng)險(xiǎn)增加材料脆性產(chǎn)生裂紋老化影響——要求醫(yī)療器材制造企業(yè)具備較高的質(zhì)量驗(yàn)證措施與安全檢驗(yàn)過程規(guī)范度以確保合格出產(chǎn);
3. 應(yīng)用
本工藝常用于生產(chǎn)設(shè)計(jì)靈活、批量需中等、大型單件、無二次受力高強(qiáng)度的特殊件:
- 醫(yī)院使用類:高溫消毒液容器(液體收集槽及盆)、消毒清洗作業(yè)桶槽車;
- 一次性生物取樣容器;血液離心、分裝類器材組件、體外診斷儀器模塊配件殼體及外殼件、精密藥物容器內(nèi)件、輸液系統(tǒng)管道固定外置夾具結(jié)構(gòu)等等。
應(yīng)用面:更廣泛在于無菌非高強(qiáng)度精密要求的醫(yī)用具制造件如無菌廢物箱類,醫(yī)療儀器外置支架箱類等等包裝容器型器材及配件。
核心應(yīng)用體現(xiàn)以大型單體密封塑制品生產(chǎn)類為主導(dǎo)方向;
滾塑工藝是實(shí)現(xiàn)單一式模具生產(chǎn)中低成本“單一構(gòu)體塑料密封腔制品(如醫(yī)療容腔器殼類容器產(chǎn)品)”最典型加工制造方法之一。它因免除壓力成型限制而可靈活設(shè)計(jì)形態(tài)實(shí)現(xiàn)模具制造復(fù)雜構(gòu);也必然帶有周期長(zhǎng)度問題大和制品高精尖度受限之客觀制造障礙不足在嚴(yán)苛臨床環(huán)境中運(yùn)用制造。
整體工藝適用性于低負(fù)荷醫(yī)具構(gòu)造器件;在醫(yī)用工業(yè)應(yīng)用環(huán)節(jié)需依不同應(yīng)用產(chǎn)品結(jié)合設(shè)計(jì)條件及安全性能評(píng)估選用相應(yīng)醫(yī)用聚合物材料制造以實(shí)現(xiàn)器械功能性合理適用性需求;材料物理特性弱問題需要結(jié)構(gòu)安全加固設(shè)計(jì)與完整質(zhì)量保障機(jī)制輔助;本工藝在醫(yī)療制品中更多體現(xiàn)對(duì)“大型單件中空密封容器”經(jīng)濟(jì)實(shí)用特性存在明顯應(yīng)用比較優(yōu)勢(shì)地位。