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Jan 28, 2024

Como ferramentas de precisão podem tornar a miniaturização possível

2 de fevereiro de 2023 13:15 Rob Connelly, engenheiro principal, Trelleborg Healthcare &

2 de fevereiro de 2023

13:15

Rob Connelly, engenheiro principal da Trelleborg Healthcare & Medical explica como ferramentas de precisão, validação e engenheiros qualificados tornam a miniaturização possível.

A demanda por miniaturização de produtos moldados em silicone e termoplásticos para dispositivos médicos aumentou a importância da validação do processo, projeto de ferramentas de precisão e engenheiros e operadores de ferramentas qualificados. De acordo com a Plastics News Research, os avanços e a miniaturização na indústria de dispositivos médicos melhoraram a assistência médica em todo o mundo, tornando os tratamentos e o monitoramento de condições mais simples, menos invasivos e mais portáteis.

Toque em ferramentas e precisão

Para miniaturizar dispositivos, os componentes devem se tornar menores. Isso aumenta significativamente a complexidade do processo de fabricação e requer equipamentos, ferramentais e processos que promovam um alto nível de precisão. Além disso, os especialistas devem Design for Manufacturability (DfM) para reduzir o tempo de lançamento no mercado, melhorar o rendimento da produção futura e garantir a entrega do produto em alto volume.

Ferramentas e processos de moldagem típicos geralmente não são capazes de fornecer a qualidade e a precisão necessárias para dispositivos em miniatura. Portanto, é importante fazer parceria com um fornecedor que entenda as complexidades da micromoldagem.

Um processo robusto de micromoldagem começa com ferramentas de moldagem por injeção de alta qualidade que determinarão a qualidade do produto final. Todas as ferramentas de micromoldagem, seja produzindo um componente de plástico ou silicone, requerem um alto grau de precisão em tolerâncias e superfícies de fechamento para controlar com precisão o fluxo de material na cavidade do molde. Para atingir esse nível de qualidade, é necessário equipamento de usinagem de alta precisão para a fabricação de moldes.

Nos processos de micromoldagem, também é fundamental a utilização de equipamentos capazes de injetar pequenas doses de material na cavidade do molde. Doses de material ou tamanhos de injeção de menos de 1,0 gramas são típicos para esses componentes de tamanho micro. O controle do tamanho da granalha é crítico para a Borracha de Silicone Líquida (LSR) de baixa viscosidade e, portanto, o foco principal do equipamento de micromoldagem.

Sem um controle rígido sobre o tamanho do disparo, 5 a 10% do volume da cavidade da micropeça pode facilmente "vazar" da cavidade do molde. Isso produz excesso de material ao redor do perímetro da peça, comumente chamado de rebarba. Em um componente moldado maior e de tamanho mais comum, do tamanho de uma mão, por exemplo, uma pequena quantidade de rebarba é aceitável e pode ser removida em um processo secundário. No entanto, quando uma peça é menor que a cabeça de um alfinete, o flash pode ser tão grande quanto a própria peça e a produção sem flash torna-se obrigatória. Isso requer ferramentas de precisão, unidades de injeção menores, melhor controle das zonas de calor e maior precisão das unidades de injeção.

Ao trabalhar com um fabricante altamente capacitado de componentes micromoldados, recursos mais avançados, como moldagem por injeção de vários componentes, também comumente chamados de 2K, 2shot ou 2C LSR, são ideais. Envolvendo a injeção simultânea de LSR em combinação com plásticos técnicos, esta técnica altamente avançada permite a combinação de peças dentro de uma montagem em um único componente integrado, eliminando possíveis falhas de montagem e espaços mortos nos quais as bactérias podem se reproduzir. No entanto, requer ferramenta sofisticada e engenharia de processo.

Colocando valor na validação

Além de moldes e equipamentos de alta precisão, métodos robustos de validação e medição de processos também são essenciais para garantir que os componentes miniaturizados sejam fabricados dentro das especificações. A validação de componentes micromoldados é um desafio devido à complexidade do controle do processo e à dificuldade de medir, manusear e inspecionar pequenos recursos. Por exemplo, peças micromoldadas são tão pequenas que a estática pode literalmente fazer com que as peças voem durante o manuseio. Portanto, dispositivos especiais de manuseio e mitigação estática são necessários ao longo do processo de fabricação.