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      医疗器械外壳塑胶件设计

      发布时间:2021-10-29

      材料的选择

      塑胶材料的种类很多,对不同类型的产品有不同的要求,对于医疗器械的产品外壳,应与相应的监管人员讨论设计,以满足法规提出的防火或生物相容性要求。

      对于监控便携式产品、手提B超:建议使用防火等级在V2以上的PC材料或ABS+PC (C2950、 C6600) 材料。

      对于台式或推车式产品:建议使用防火等级在V2以上的ABS材料。(ANC120台式,PA-765A奇美)。


      壁厚的选择

      塑胶零件的壁厚对零件的质量有很大的影响,如果壁厚过小,成形流动阻力大,大型复杂的零件很难填满型腔,较小尺寸的塑胶壁厚应符合下列要求:

      1. 足够的强度和刚度;

      2. 脱模时能承受脱模机构的冲击和振动;

      3. 装配时能承受足够的紧固力。

      塑胶零件规定有个较小壁厚值,该值因塑胶品种牌号和零件大小而异,对于医疗设备的机器外壳零件,建议采用以下壁厚:

      1. ABS,PC+ABS,PC,透明PC,透明ABS,壁厚:2.0-3.5毫米

      2. 一些小的外观部分(如按键帽、灯罩、旋钮)可以是1.2-2.0毫米

      同一塑胶零件的壁厚要尽可能一致,否则壁厚会因壁厚不均而缩水。


      拔模斜度设计

      在塑胶零件的内外表面,沿脱模方向设计足够的拔模斜度,否则脱模困难或顶出时损坏塑胶零件。另外拔模斜度小,蚀刻出来的线条会比较浅,容易造成外观部分脏污。

      对于公司的产品,建议采用以下拔模斜度:(设计斜度比纹路所需的斜度大0.5度)。

      1. 对于监控仪表的后壳,如果需要行程位置,建议行程位置一侧的前模0-0.5度,后模0.5-1度。

      前壳的推荐拔模斜度为:根据纹的粗细,前后模分别为2-3度。

      2. 对于大型超声波产品,如主机外壳、键盘外壳、显示器前后壳、血球产品面壳等,建议前后模都为3度,对于小型超声波产品,如旋钮等,建议前模拔模1-2度。

      3. 当侧面的轮廓由曲面组成时,需要保证在分模处曲面的切线方向与拔模方向的夹角不小于拔模角,否则产品的P.L.面附近会出现拉伤。


      柱位的设计

      柱位的作用:

      通常塑胶件的柱位是用来支撑PCBA,固定PCBA或者胶件本身,固定电子元器件,或者连接产品的前后壳,它最大的优点之一是高度容易调节。因此,一般来说,我们应该尽量使用柱子的端面形成的平面作为支撑面。避面由几个筋位形成的平面用作支撑面。

      柱子的拔模和高度:

      当一根柱子的高度超过10毫米时,通常用司筒顶出,所以拔模斜度可以取得很小,也可以是0度。可以取内孔为0度,外表面取为0.25度。当柱子高度小于10毫米时,可在模具上使用镶件,内孔的拔模斜度取0.5度,外表面取1度。如果你想调整高度,请在图上标出,当您需要模具加工时,请考虑调整高度。正常情况下,M3自攻螺钉柱的高度不应大于30毫米。如果太高,柱子的司筒针很容易因胶水流动而弯曲变形。

      柱子的大小尺寸:由于高度大于10毫米的柱位通常用司筒顶出,所以柱子的外径和内径是有限制的。


      加强筋位设计

      加强筋的作用是增加塑胶零件的强度,避免零件变形。仅仅通过增加壁厚来增加塑胶零件的强度往往是不合理的。一是容易缩水;二是增加了注塑成本,加强筋不宜设计得太厚,否则根部容易缩水,不宜太薄,太薄容易出现走胶不齐。推荐厚度为:模具加工成大喷嘴时,零件加强筋根部厚度小于壁厚的1/2(如监护仪后壳、显示器后壳)。加强筋的顶部厚度不应小于1毫米。模具加工成小喷嘴时,零件加强筋根部厚度应小于壁厚的2/5,加强筋顶部厚度不应小于0.8毫米。

      关于加强筋的拔模斜度:对于普通加强筋,可按上述厚度要求取两侧的拔模斜度。对高度有特殊要求的加强筋,最好两侧各有0.1-0.25度,然后将加强筋作为镶件使用。如果可能的话,在加强筋上增加柱位置可以帮助脱模。

      柱位上的加强筋:在结构允许的情况下,必须为胶柱设计加强筋。柱位上的加强筋可以比普通加强筋高很多,因为它是和柱位一起顶出的,其高度方向比柱位端面低1-3毫米。同时,柱位的加强筋应尽量对称加工,以保证柱位的变形尽可能小。


      圆角设计

      除了尖角外,塑料件的所有转角都应尽量过度圆角,因为塑胶件的尖角容易产生应力集中,在受力或冲击振动时会发生开裂现象。即使在脱模过程中也会出现裂纹。一般来说,我们推荐以下加工圆角的原则:

      筋位顶端的两端,R>1mm。

      塑胶零件中间开的方孔被圆角包围,圆角大于零件壁厚的1/4。

      在方形零件的四角上制作圆角,与塑胶件上方孔相匹配。

      特别受力的柱子根部为圆角,约为R0.5。


      常见透明零件的设计

      透明材料:常用的透明材料种类有很多种,其中我们设计中常用的是透明ABS、PC、PMMA。

      公司常用的透明件(生化、血液分析除外)有灯罩、按键帽、装饰片(PM7000)。

      透镜(PM600)等,因为透明材料的流动性不好,在注塑过程中很容易产生外观问题。

      透明按键帽等产品顶部容易产生夹水纹。装饰片、透镜等产品在水口附近容易出现指甲线和蛇形线。

      针对以上问题,设计时请注意:

      透明按键帽等零件:顶部厚度应设计得比周边厚,如果型腔太深,应在水口附近局部减少胶水,使胶水先流到零件顶部,然后流到外围。

      装饰件、透镜等零件:设计时请预留出较宽(大于6-8毫米)和厚的水口位置(大于1-1.5毫米),模具加工时尽量使用宽扇形水口,流道短而厚。

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