مقدمه
پنج رقیب قدرتمند در این زمینه عبارتند از PEEK، PEI (Ultem) و PPSU، پلیکربنات ها، لاستیک سیلیکونی مایع درجه ی پزشکی (LSR)، تیتانیوم پرینت سه بعدی شده و WaterShed XC 11122 شبیه به ABS. توجه به الزامات ویژه ی قطعه یا دستگاه در حال توسعه، به تصمیم گیری در مورد انتخاب بهترین ماده کمک شایانی می نماید.
مقایسه ی فرآیندهای تولید
در صنعتی که سرعت ورود به بازار امری کلیدی است، قالب گیری تزریقی سریع یک انتخاب عالی به شمار میرود. این فرآیند میتواند قطعاتی از جنس پلاستیک، فلز و لاستیک سیلیکون مایع را به روشی که قابل تکرار، قابل اعتماد و پایدار باشد، به سرعت تولید نماید.
LSR درجه ی پزشکی را می توان برای تمام اجزاء یا در قالب گیری سفارشی، مانند این دستگاه جمع آوری خون ساخته شده از پلی پروپیلن با یک قالب الاستومر ترموپلاستیکی استفاده نمود.
محدودیت این روش مربوط به هزینه ی اولیه ی ابزارآلات و خطر نیاز به تغییرات در طراحی پس از سرمایه گذاری برای ساخت قالب است. این خطر را میتوان با استفاده از ابزارآلات آلومینیومی ارزان به جای قالب فولادی گرانتر کاهش داد. امکان ایجاد عیوبی مانند پلیسه، خطوط جدایش، اثر راهگاه و اثر بیرون انداز نیز در قطعات قالبگیری شده وجود دارد.
برای هندسه های پیچیده ای که ساخت آنها از طریق قالب گیری تزریقی امکانپذیر نیست، چاپ سه بعدی صنعتی یک گزینه ی مناسب است. پرینت سه بعدی امکان ارزیابی سریع طرح ها را با هزینه ی کم فراهم می نماید. قیمت قطعه بالاتر از قالب گیری تزریقی است؛ اما بدون هزینه ی ابزار اولیه، تغییرات طراحی آسان خواهد بود. بزرگترین مزیت پرینت سه بعدی، دقت ساختار و تست مناسب قطعه ی تولید شده است.
توسعه دهندگان دستگاه های پزشکی اغلب از این فرآیند در طول نمونه سازی برای شناسایی هرگونه نقص در طراحی و ایجاد تغییرات قبل از حرکت به سوی نسل دوم قطعات ماشینکاری یا قالب گیری استفاده می کنند.
ماشینکاری CNC نقش مهمی در مراحل اولیه و پایانی عمر دستگاه‌های پزشکی ایفا می‌کند؛ زیرا محصولات را به سرعت، نسبتا ارزان و بدون هزینه های بالای ابزار قالبگیری یا قطعه ی پرینت سه بعدی، عرضه می نماید. انتخاب فرآیند به تصمیم گیری در مورد مواد کمک می نماید؛ زیرا مواد ویژه فقط در برخی فرآیندهای خاص مورد استفاده قرار می گیرند.
|
ماده |
قالبگیری تزریقی |
ماشینکاری CNC |
پرینت سه بعدی |
|
PEEK، PEI، PPSU |
X |
X |
|
|
پلی کربنات |
X |
X |
|
|
لاستیک سیلیکون مایع |
X |
|
|
|
تیتانیوم |
|
X |
X |
|
WaterShed شبیه به ABS |
|
|
X |
تعیین نوع مواد
نوع مواد نیز نکته ی مهمی است. نوع ماده ی مورد نیاز برای اجرای پروژه، در انتخاب مواد موثر است؛ زیرا طبیعتا فلز و پلاستیک دارای ویژگی های متفاوتی هستند.لازم است هنگام تصمیم گیری در مورد مواد، همواره دسترس بودن را در نظر داشته باشید. انتخاب ماده ای که در طول چرخه ی عمر محصول، تمام شده و یا به سختی تهیه می شود، نیاز به تست مجدد جهت گذراندن مراحل آزمایش به موقع و صدور گواهینامه ی FDA در رابطه با گزینش یک ماده ی جدید دارد.
|
ماده |
پلاستیک |
فلز |
|
PEEK، PEI، PPSU |
X |
|
|
پلی کربنات |
X |
|
|
لاستیک سیلیکون مایع |
X |
|
|
تیتانیوم |
|
X |
|
WaterShed شبیه به ABS |
X |
|
مزایا و معایب
مهمترین مقایسه در مواد پزشکی، در نظر گرفتن مزایا و معایب هر ماده است. برای طرح هایی که مقاومت در برابر دمای بالا امری کلیدی است، PEEK/PEI/PPSU، LSR و تیتانیوم گزینه های خوبی هستند. علاوه بر این، PEEK/PEI/PPSU مقاومت در برابر خزش را افزایش داده و برای کاربردهای نیازمند به استریل کردن، انتخاب مناسبی می باشند. LSR مقاومت الکتریکی، شیمیایی و همچنین قابلیت زیست سازگاری را فراهم نموده و تنها ماده ی لیست ما است که برای تماس با پوست مناسب می باشد. در صورت مهم بودن وزن سبک و مقاومت در برابر خوردگی، تیتانیوم بهترین انتخاب برای پروژه خواهد بود.
پلیکربنات هایی مانند ماکرولون و LEXAN HP1 علاوه بر مقاومت در برابر ضربه و دوام مناسب، وضوح خوبی نیز دارند. اگر پرینت سه بعدی را به عنوان فرآیند ایده آل پروژه ی خود انتخاب کرده اید، WaterShed XC 11122 در موقعیت هایی مانند استفاده از میکروسیال ها که به وضوح نیاز است، گزینه ی خوبی بوده و همچنین در برابر آب و رطوبت نیز مقاوم است.
|
ماده |
مقاومت در برابر حرارت |
وضوح خوب |
وزن سبک |
مناسب تماس با پوست |
|
|
PEEK، PEI، PPSU |
X |
|
|
|
|
|
پلی کربنات |
|
X |
|
|
|
|
لاستیک سیلیکون مایع |
X |
|
|
X |
|
|
تیتانیوم |
X |
|
X |
|
|
|
WaterShed شبیه به ABS |
|
X |
|
|
|
