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Jul 07, 2023

Pesando: os prós e os contras dos métodos de processamento de polímeros médicos

por Drew Rogers 3 de novembro de 2017 09:00 Drew Rogers, Trelleborg Sealing

por Drew Rogers

3 de novembro de 2017

09:00

Drew Rogers, da Trelleborg Sealing Solutions, analisa a extrusão e a moldagem e as vantagens e desvantagens dos métodos de processamento para polímeros de silicone médicos.

Com compatibilidade de biofluido, háptica favorável, bem como atributos físicos, químicos e de processamento, a popularidade do silicone para uso em dispositivos médicos continua a crescer. Os avanços na arquitetura de polímeros médicos facilitam ainda mais muitos novos dispositivos e implantes médicos de próxima geração.

Reunir a combinação ideal de material, design de componente e processo de fabricação dentro da estrutura correta de conformidade regulamentar é a chave para atender ao ajuste, forma e funções pretendidos de um dispositivo de maneira confiável. A experiência de um especialista em processamento de silicone e polímero e a devida diligência no estágio inicial de conceito e desenvolvimento prestam homenagem posteriormente ao lançamento e industrialização oportunos e suaves no mercado. Analisaremos as vantagens e desvantagens de vários tipos de processamento para silicone e polímeros médicos.

1. Moldagem por injeção

A moldagem por injeção permite a fabricação de alto volume altamente eficiente de componentes em - dependendo da sofisticação do ferramental - geometrias muito complexas e intrincadas. A cavitação por molde é adaptada de uma a várias centenas, dependendo da complexidade da peça e das necessidades de capacidade.

Uma peça e aplicação podem ser produzidas a partir de borracha de silicone líquido (LSR) em um processo de moldagem por injeção líquida (LIM). O LSR tem potencial para ser usado em combinação com um plástico de engenharia usando uma configuração de moldagem por injeção totalmente automatizada de 2 disparos (ou mais).

De acordo com a complexidade do produto acabado, desenvolver um molde de aço para ferramentas, blocos de canais quentes ou frios e equipamentos de automação de processo pode ser caro antecipadamente. No entanto, em alto volume e ao longo da vida útil de um programa, os custos de ferramentas por peça podem, na verdade, ser bem baixos. A moldagem por injeção, e ainda mais o LIM, pode produzir peças de alta integridade em volumes muito altos.

A eficiência da moldagem depende das decisões e escolhas feitas em torno do projeto do molde e do processo quanto a detalhes como cavitação, construção básica da ferramenta, gating, ventilação, acabamento superficial e automação de suporte. Ele também precisará se integrar perfeitamente com equipamentos que bombeiam, misturam, injetam, comprimem, aquecem e ejetam.

A criação de um molde para um selo a ser usado em um dispositivo médico geralmente requer uma colaboração próxima e precoce entre as equipes de engenharia do fabricante do dispositivo e do fornecedor do selo. Isso garantirá a seleção correta do material e o cumprimento dos regulamentos, minimizando a variabilidade, maximizando o rendimento e reduzindo os custos ao otimizar a geometria do selo, ferramentas e engenharia de processo.

Vantagens da Moldagem por Injeção

Desvantagens da Moldagem por Injeção

2. Moldagem por compressão

O processo de moldagem por compressão é ideal para peças além da capacidade de tamanho de extrusão ou moldagem por injeção e para peças moderadamente complexas em pequenas quantidades. O processo é usado em aplicações médicas, como diafragmas para equipamentos respiratórios, vedações labiais para aplicações em cilindros e amortecedores de isolamento usados ​​para inibir vibrações.

A moldagem por compressão também é usada para fabricar peças plásticas termofixas. As matérias-primas para moldagem por compressão são grânulos, massas tipo massa ou pré-formas. A matéria-prima é colocada em uma cavidade aberta e aquecida do molde, na qual é aplicada pressão, forçando o material a preencher a cavidade.

Vantagens da moldagem por compressão:

Desvantagens da moldagem por compressão:

Outra opção para a produção de quantidades moderadas de geometrias complexas de peças de borracha é a moldagem por transferência. Aqui, o elastômero é primeiro aquecido em uma cápsula para depois ser injetado na cavidade quente.

3. Extrusão

O silicone está bem estabelecido como um material completamente inerte, biocompatível e muito versátil em extrusão médica. Em dispositivos médicos, tanto o peróxido quanto os graus de silicone cada vez mais curados com platina desfrutam de uma popularidade crescente, este último devido à sua maior pureza e ciclo de produção mais rápido. Graças aos avanços em polímeros termoplásticos, como poliéter éter cetona (PEEK), poliuretanos e poliolefinas, os tubos de plástico estão substituindo os tubos de metal em muitos dispositivos médicos. PEEK é uma excelente alternativa ao aço inoxidável porque é muito forte e tem um baixo coeficiente de atrito. Da mesma forma, tanto o PEEK quanto a polifenilsulfona (PPSU) são usados ​​para componentes implantáveis ​​a longo prazo devido à sua biocompatibilidade.