최소 침습 메스 시스템을 위한 사출 성형 ABS 강관 고정판을 설계할 때 엔지니어는 치수 정확도, 구조적 무결성 및 내장 강관의 원활한 통합 사이의 균형을 유지해야 합니다. 수술 도구는 마이크로미터 단위의 공차를 요구하기 때문에 금형 툴링은 매우 엄격한 수축 제어 및 보상을 허용해야 합니다. 또한 ABS 매트릭스와 강관 사이의 전환은 응력 집중을 방지해야 합니다. 설계자는 박리 위험을 줄이기 위해 필렛, 부드러운 전환 또는 접착 촉진 표면 질감을 통합하는 경우가 많습니다. 잠금 인터페이스(고정 플레이트가 메스 본체에 고정되거나 결합되는 방식)는 유격이나 흔들림 없이 정확한 정렬을 보장해야 하므로 설계에는 스냅 기능, 잠금 탭 또는 간섭 맞춤 영역이 포함되는 경우가 많습니다. 이러한 모든 기능은 벽 두께를 균일하게 유지하고 게이트 배치를 최적으로 유지하며 뒤틀림을 방지하면서 배치되어야 합니다. 금형의 열 균형, 유동 경로 최적화 및 게이트 위치는 최종 부품이 보이드 또는 싱크 마크와 같은 내부 결함 없이 수술 공차를 충족하는지 여부에 더욱 영향을 미칩니다.
열가소성 수지인 ABS는 인성, 성형 용이성, 비용 효율성과 같은 유리한 특성을 제공하지만 수술 환경에서 사용하려면 추가적인 요구 사항이 필요합니다. 멸균 주기(오토클레이브, 감마 또는 플라즈마 멸균)를 견뎌야 하고, 하중이 가해졌을 때 장기간 변형이 발생하지 않으며, 온도와 습도 변화에도 치수 안정성을 유지해야 합니다. 스테인레스 스틸 파이프와의 인터페이스는 체액이나 살균제의 갈바닉 또는 부식 영향을 견뎌야 합니다. 반복적인 하중 사이클에서 박리를 방지하려면 오버몰딩으로 인한 잔류 응력을 최소화해야 합니다. 생체적합성은 협상할 수 없습니다. ABS 화합물은 의료용 등급이어야 하며 추출 가능 물질이나 침출 가능 물질이 없어야 하며 세포 독성 및 생체 적합성 테스트를 통과해야 합니다. 첨가제, 착색제 및 안정제는 생체 적합성 프로필을 손상시키거나 신체 환경과 부정적인 상호 작용을 해서는 안 됩니다. 마지막으로, 결합된 복합재는 수술 시 반복되는 굽힘, 비틀림 또는 충격 하중에도 파손 없이 기계적 무결성을 유지해야 합니다.
강철 파이프 세그먼트를 안전하게 수용하는 ABS 고정판을 제작하기 위해 제조업체는 종종 인서트 성형 또는 오버몰딩 기술을 채택합니다. 강철 파이프 인서트는 기계적 결합이나 접착을 촉진하기 위해 정밀하게 전처리(세척, 코팅 또는 거칠게 처리)되어야 합니다. 금형 설계 중에 전용 캐비티 또는 위치 지정 핀이 성형 중 파이프의 정확한 배치를 보장합니다. 주입 게이트는 용융된 ABS가 파이프 주위로 고르게 흐르도록 배치하여 높은 응력 영역에 걸쳐 용접선을 방지해야 합니다. 멀티샷 또는 순차 사출과 같은 순차 성형을 사용하면 변형을 유발하지 않고 ABS와 강철 세그먼트를 더 효과적으로 통합할 수 있습니다. 냉각 채널, 금형 삽입물 및 차등 냉각 영역은 잔류 응력을 줄이기 위해 신중하게 제어됩니다. 강철 인터페이스 주변의 공극이나 공기 포집을 방지하려면 배출, 탈기 및 용융 온도, 압력 및 보압 시간의 세심한 제어가 중요합니다. 실제로 치수 및 기계적 목표를 모두 충족하는 안정적인 생산에 도달하려면 시험 실행과 금형 및 공정 매개변수의 반복적인 조정이 필수적입니다.
사용 시 고정판은 정적 및 동적 하중 하에서 높은 기계적 강도를 유지해야 합니다. 인장, 압축 및 굴곡 테스트를 통해 복합재 구조가 수술 응력을 견딜 수 있는지 확인합니다. 피로 테스트는 반복되는 주기적 부하를 시뮬레이션하여 수명 성능을 평가합니다. 수술 기구는 여러 작업에서 재사용됩니다. 살균 저항성 테스트에서는 부품에 반복적인 열, 화학적 또는 방사선 살균 프로토콜을 적용하여 뒤틀림, 박리, 변색 또는 기계적 저하가 발생하지 않는지 확인합니다. 높은 온도, 습도 또는 식염수 침수에서 장기간 노화 테스트를 수행하면 재료 쌍이 크리프, 응력 완화 또는 부식을 겪는지 여부가 드러납니다. 시간이 지나도 정렬 무결성이 공차 내에 유지되도록 하려면 계측을 통해 치수 안정성을 확인해야 합니다. 구성 요소가 이러한 엄격한 평가를 통과한 경우에만 수술 적용에 신뢰할 수 있는 것으로 간주될 수 있습니다.
여러 가지 실패 모드는 일반적으로 ABS와 강철 파이프를 결합한 복합 고정 플레이트를 괴롭힙니다. 반복 하중 하에서 ABS/강철 경계면의 박리 현상은 흔히 발생하며, 특히 접합 또는 기계적 인터록이 부적절한 경우 더욱 그렇습니다. 잔류 성형 응력으로 인해 악화된 응력 집중으로 인해 날카로운 모서리나 전이 영역 근처에서 균열이 발생할 수 있습니다. 뒤틀림이나 비틀림으로 인해 메스와의 정렬이 방해되어 사용 중 정렬 불량이 발생할 수 있습니다. 멸균 주기로 인해 발생하는 표면 균열이나 미세 균열은 결국 전파되어 파손될 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 설계자는 필렛을 추가하고, 급격한 형상 변경을 방지하고, 용접선 방지 전략을 포함하고, 리브 또는 더 두꺼운 단면으로 중요 영역을 강화할 수 있습니다. 느린 냉각, 최적화된 보압, 잔류 응력 최소화와 같은 공정 개선은 뒤틀림과 균열을 줄이는 데 도움이 됩니다. 박리의 경우 표면 처리(예: 거칠게 하기, 플라즈마 에칭, 코팅) 또는 인터로킹 형상을 통해 접착력을 강화할 수 있습니다. 심각한 경우에는 반복되는 결함을 제거하기 위해 재료 등급 전환, 인서트 공차 조정 또는 금형 설계 개선이 필요할 수 있습니다.
앞으로 수술용 장치는 크기가 줄어들고 정밀도가 높아지며 맞춤화 가능성이 높아지는 추세입니다. 고정 플레이트는 강도와 반복성을 유지하면서 더욱 축소되어야 하며 초박형 벽, 미세 기능 및 정밀 정렬을 향한 디자인을 추진해야 합니다. 하이브리드 재료는 고성능 폴리머(예: PEEK, 폴리이미드, 생체흡수성 폴리머)를 금속 인서트 또는 섬유와 결합하여 더 나은 강성, 방사선 투과성 또는 생체 적합성을 달성할 수 있습니다. 적층 제조는 사출 성형을 보완하여 맞춤형 또는 환자별 형상을 실현하고 신속한 반복 또는 소규모 배치를 가능하게 합니다. 나노 텍스처링이나 코팅과 같은 표면 공학은 접착력을 향상시키고 마찰을 줄이며 생물 오염을 방지할 수 있습니다. 고정 플레이트 근처에 내장된 지능형 감지 또는 마이크로 센서는 수술 중에 진단 피드백을 제공할 수 있습니다. 본질적으로, 앞으로 나아갈 길은 차세대 최소 침습 수술 시스템에 완벽하게 통합되는 더 가볍고, 더 강하고, 더 스마트하고, 더 맞춤화된 고정 구성 요소를 향한 것입니다.
저작권 © Suzhou Huanxin Precision Molding Co., Ltd. 모든 권리는 보호됩니다.
