Czech 
English 
German 
Spanish 
Italian 
Russian 
Arabic 
Korean 
Japanese 
French 
Dutch 
Danish 
Norwegian 
Portuguese 
Turkish 
Lithuanian 
Polish 
Slovenian Proč selhává vstřikování LSR v čistých prostorách při použití postupů pro termoplastické formy
Obsah
– LSR vytvrzuje působením tepla. U termoplastických materiálů, které při ochlazení tuhnou, dochází k nedostatečnému naplnění formy, vzniku otřepů a vzniku zmetků.
– Regulace teploty studeného vtoku je opakem konstrukce s horkým vtokem. Pokud se to nepodaří správně nastavit, materiál vytvrdne ještě předtím, než se dostane do formovací dutiny.
– Vzhledem k viskozitě LSR v blízkosti vody vyžaduje regulace odpařování použití mikrootvorů, vakuové podpory a přesné provedení dělicí linie, což u termoplastů není nutné.
– Rozměrová stabilita v lékařské lisování z LSR vyžaduje kompenzaci směrového smrštění a změn po vytvrzení, nikoli výpočty smrštění při ochlazování, jaké se používají u termoplastů.
Společnost zabývající se zdravotnickými prostředky převedla stávající návrh z termoplastu do projektu formy pro LSR. Forma vypadala na papíře správně. Při prvním odběru vzorků se však na každé dutině objevily přetoky. Rozměrové odchylky se lišily od jednoho výlisků k druhému. Pilotní validace selhala.
S tímto problémem se při projektech přesunu forem setkáváme často. Příčinou je málokdy ocel formy nebo lis. Jde o logiku.
Inženýři při projektech s tekutým silikonovým kaučukem vycházejí z předpokladů platných pro lisování termoplastů. A tekutý silikonový kaučuk (LSR) tyto předpoklady jeden po druhém vyvrací.
Vstřikování LSR v čistých prostorách Selhání nastává, když inženýři k tomuto materiálu přistupují jako k termoplastickému lisování s jiným materiálem. LSR vytvrzuje působením tepla, nikoli ochlazením. Právě tento jediný rozdíl znamená, že všechny předpoklady při návrhu formy – teplota vtoku, hloubka odvzdušňovacího kanálu i kompenzace smrštění – je nutné přepracovat od základu.
Proč vstřikování LSR v čistých prostorách vyžaduje odlišnou strategii při navrhování forem
Tento scénář se opakuje pravidelně. Konstruktér forem s patnáctiletou praxí v oblasti termoplastů se pustí do projektu s LSR. Geometrie formy vypadá povědomě. Umístění vtoků odpovídá standardní praxi. A pak se vrátí první vzorky, které nejsou v pořádku.
Problém začíná u teploty. Formy pro termoplasty materiál ochlazují, aby ztuhnul. Teplota ve formách se udržuje pod 170 stupňů Fahrenheita. Formy pro LSR materiál zahřívají, aby vytvrdly, a teplota se pohybuje mezi 320 a 420 stupni Fahrenheita. To není jen drobná úprava. Jedná se o úplný obrat v tepelné strategii.
Pokud se při vytvrzování neřídí teplota formy, pokud někdo při konstrukci formy počítá s chladicími kanály namísto regulace ohřevu, materiál vytvrzuje nerovnoměrně. Vznikají tak nedovytvrzené výlisky, u nichž v tenkých částech dochází k příliš rychlému vytvrzení. Výsledkem je zmetková produkce způsobená předčasnou síťovací reakcí. Mnohé závady mají svůj počátek dlouho před prvním odběrem vzorků, a to již ve fázi návrhu formy.
Související články:
Vstřikování LSR v čistých prostorách a regulace teploty studených kanálů
Materiál, který vytvrdne ještě předtím, než se dostane do dutiny, je k ničemu. Přesně to se však stane, když se regulace teploty chladného vtoku považuje za něco druhořadého.
U termoplastů se k udržení materiálu v roztaveném stavu mezi jednotlivými vstřiky používají horké vtoky. U LSR se k ochlazení materiálu používají studené vtoky. Dvousložková směs začíná vytvrzovat ihned po smíchání a teplo tuto reakci urychluje. Systém studených vtoků při vstřikování LSR v čistých prostorách musí udržovat stabilní nízkou teplotu od dávkovací jednotky až po vtok. Pokud dojde k výkyvu teploty ve studeném vtoku, dochází k zesíťování materiálu uvnitř kanálů vtoku.
Důsledky jsou nákladné. Ucpané rozvody znamenají kompletní demontáž a čištění. Plýtvání materiálem stoupá. Výrobní prostoje se prodlužují na celé dny. Zkušení konstruktéři forem řeší tento problém pomocí uzavřeného okruhu pro monitorování teploty na každém okruhu vtoku a správnou tepelnou izolací mezi chladicí deskou a vyhřívanou deskou dutiny. Zní to jednoduše, ale LSR se chová zcela odlišně a odchylka o pouhých 5 stupňů může způsobit zastavení výroby.
Proč je regulace záblesků při vstřikování LSR v čistých prostorách tak důležitá
Mnoho inženýrů podceňuje, jak daleko se LSR vtlačí do mezery.
LSR má při vstřikovací teplotě viskozitu blíže vodě než roztavenému termoplastu. Dokáže odhalit mezery v dělicí linii, které termoplasty přehlédnou. I vůle o velikosti 0,005 mm se stává cestou pro vznik otřepů. Při vstřikování LSR v čistých prostorách pro výrobu zdravotnických zařízení nejsou otřepy jen kosmetickým problémem. Znamenají selhání validace.
K ovládání přetoku jsou zapotřebí tři věci, kterým se při navrhování forem pro termoplasty málokdy věnuje priorita. Za prvé, povrchy dělicí čáry musí být broušeny a lapovány s přesností vyšší, než je běžná praxe ve formárnách. Za druhé, mikroodvzdušňovací otvory – kanálky hluboké méně než 0,02 mm – musí odvádět vzduch, aniž by docházelo k úniku materiálu. Za třetí, při lisování s vakuovou podporou se dutina před vstřikováním uvede do podtlaku, čímž se odstraní vzduchové kapsy, které způsobují spálené stopy a neúplné vyplnění.
Pokud není kontrola blesku navržena již od samého začátku, je nutné díl dodatečně ořezat. To zvyšuje nároky na pracovní sílu. V prostředí čisté místnosti navíc ořezávání představuje riziko kontaminace částicemi, což je přesně to, co výrobci zdravotnických prostředků nemohou připustit.
Problémy s rozměrovou stabilitou při vstřikování LSR v čistých prostorách pro lékařské účely
Díly vypadají po vyjmutí z formy v pořádku. Poté však procházejí dodatečným vytvrzováním a neprojdou rozměrovou kontrolou.
K tomuto scénáři dochází proto, že smršťování LSR se chová odlišně než smršťování termoplastů. Termoplasty se při ochlazování smršťují. Kompenzace formy využívá lineární koeficient založený na technických listech materiálů. LSR prochází směrovým smršťováním způsobeným orientací toku během vstřikování, na které navazuje další změna rozměrů během dodatečného vytvrzování. Tyto dva jevy se navzájem sčítají.
Udržovací tlak při vstřikování LSR v čisté místnosti má jiný účel než u termoplastů. Namísto kompenzace smrštění při ochlazování zabraňuje udržovací tlak vytlačení materiálu zpět z dutiny během tepelné roztažnosti v průběhu vytvrzování. I nepatrné odchylky, třeba jen 25 PSI v profilu udržovacího tlaku, rozhodují o tom, zda získáte přijatelný výlisk, nedodělek nebo otřep.
Při kompenzaci smrštění u LSR je nutné pochopit, jak se materiál bude pohybovat ve všech třech osách, a nestačí pouze použít jediný koeficient smrštění. Pokud tento krok vynecháte, hotové díly nesplní požadavky na tolerance. Následují problémy při montáži. Uvedení produktu na trh se zpozdí.
Jak společnost xflsrmolding řeší výzvy spojené s vstřikováním LSR v čistých prostorách
Najít dodavatele, který dokáže zajistit konzistentní výrobu v lékařské kvalitě, je obtížnější, než by mělo být. Mnoho výrobců provádí několik zakázek z LSR na upravených termoplastových lisech, aniž by dodržovali přísné požadavky na nástroje, které tento materiál vyžaduje.
xflsrmolding k vstřikování LSR v čistých prostorách přistupuje odlišně. Systémy se studenými vtoky pracují s regulací teploty v uzavřené smyčce. Dělící linie formy jsou precizně broušeny, což zajišťuje lisování bez otřepů. Systémy s vakuovou podporou před každým vstřikem evakuují dutiny. Validace procesu probíhá podle protokolů IQ/OQ/PQ s kontrolami v průběhu výroby v definovaných intervalech.
Výsledek není žádná magie. Je to prostě důsledek toho, když se při návrhu formy vychází ze skutečného chování LSR, místo aby se předpokládalo, že se chová jako termoplast. Méně otřepů. Rozměrově stabilní díly, které obstojí při kontrole po vytvrzení. Vyšší výtěžnost již při prvním cyklu. Rychlejší lhůty pro certifikaci.
Žádné přehnané sliby. Přesně tak, jak pracují zkušení výrobci forem.
ČASTO KLADENÉ DOTAZY
1. Proč nemohu použít svůj návrh termoplastické formy pro vstřikování LSR?
Termoplastické formy materiál ochlazují, aby ztuhnul. Formy pro LSR materiál zahřívají, aby vytvrdly, obvykle na 320 až 420 stupňů Fahrenheita. Celá teplotní strategie se tak obrací. Systémy vtoků, konstrukce odvzdušňovacích otvorů, kompenzace smrštění a tolerance dělicí čáry se liší, protože LSR je termoset s viskozitou blízkou vodě, nikoli termoplast, který se taví a ochlazuje.
2. Co způsobuje vznik blesků při vstřikování LSR v čistých prostorách?
Díky extrémně nízké viskozitě může LSR pronikat do mezer o šířce pouhých 0,005 mm podél dělicí linie. Tři nejčastější příčiny jsou nedostatečná přesnost dělicí linie, nevhodné provedení odvzdušňovacích otvorů a absence vakuové podpory. Standardní hloubky odvzdušňovacích otvorů u termoplastů jsou pro LSR příliš velké. Jsou vyžadovány mikroodvzdušňovací otvory menší než 0,02 mm.
3. V čem se regulace teploty u systémů se studeným vtokem liší od systémů s horkým vtokem?
Studené vtoky udržují LSR v chladu, aby se zabránilo jeho vytvrzení dříve, než materiál dorazí do vyhřívané dutiny formy. Horké vtoky fungují opačně – udržují termoplast v roztaveném stavu mezi jednotlivými vstřiky. Pokud teplota studeného vtoku překročí cílovou hodnotu, začne se smíchaná LSR směs zesíťovat uvnitř vtoku, což si vyžádá kompletní demontáž a vyčištění.
4. Proč mé díly z LSR neprocházejí rozměrovou kontrolou po odlití?
LSR během vytvrzování podléhá směrovému smršťování a navíc dochází k dalším rozměrovým změnám během dodatečného vytvrzování. Jednoduché lineární smršťovací koeficienty převzaté z technických listů termoplastů tuto skutečnost nezohledňují. Správná kompenzace formy pro LSR zohledňuje orientaci toku a chování materiálu během dodatečného vytvrzování ve všech třech osách.
5. Na co bych se měl zaměřit při výběru dodavatele forem z lékařského silikonu?
Zajistěte si, aby výrobce disponoval prokázanou schopností výroby s chladnými vtoky, systémy vakuového lisování, zdokumentovanou validací procesů IQ/OQ/PQ, kontrolními postupy pro výrobu v čistých prostorách a kontrolami v průběhu výroby. Zeptejte se, zda navrhují formy pro LSR na základě základních principů LSR, nebo zda přizpůsobují formy určené pro termoplasty. Odpověď vám řekne vše.
Hledáte výrobního partnera pro vstřikování LSR pro lékařské účely?
xflsrmolding nabízí přesné obrábění, technologii studených vtoků a ověřenou výrobu v čistých prostorách pro silikonové součásti zdravotnických prostředků.
Obraťte se na náš technický tým a proberte s ním požadavky na váš projekt.
Žádné závazky. Jen upřímný odborný rozhovor o tom, co váš díl potřebuje.
