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The Designing With Silicone Materials Series

硅胶如何应用在医疗器械设计中?

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发布时间 : 2019/04/01 | 文章来源 : NUSIL | 作者 : 易供应

医用硅胶如何应用在医疗器械设计中?

医疗器械硅胶

以下文档侧重于使用有机硅材料进行产品设计。

这个文档使用NuSil Technology员工的技术知识和经验,并

提供其他在线资源的链接。


目录如下"
入门:基本设计方法/概念 - 重点关注项目启动和涉及“从头到尾开始”等概念,

以及与供应商的关键关系和安排。
材料要求 - 涵盖制造,工艺和最终材料属性。
材料 - 工艺 - 器件配合 - 概述有机硅的性质,性能变化和硅胶产品设计中的未知数。
原型设计和生产 - 详细说明制造问题,抑制剂和其他问题。
供应问题 - 重点关注供应商沟通,JIT问题和变革管理。

下一代设计 - 讨论有机硅材料如何适应下一代产品

设计,包括材料的演变,以满足未来的需求。

入门:基本设计概念/方法
从技术角度设计设备毫无疑问是复杂的,充满了陷阱。

规划设备的开发需要设计工程师考虑需要什么以及何时需要。

时间突发事件始终是因素,因为设计现在预计会在最终版本进入生产线之前经历多次迭代

从最终开始,由Stephen Covey 创造和推广的概念并不总能涵盖设计过程中意料之外的挑战和问题

虽然NuSil Technology并不是设计专家,但我们确实如此拥有丰富的材料和业务知识,

涵盖设计阶段材料面临的许多挑战

该过程通常在两个地方开始,或者使用全新的设备
或者对现有设备进行改进。在这两种情况下,头脑风暴过程
产生了大量的想法,这些想法汇集到一些“顶级潜在客户”中。采用这些顶级

潜在客户并研究类似设备和这些设备中使用的材料可以节省时间。

使用UGS和MSC Software 等公司提供的AutoCAD和仿真软件可以提供关键的前端虚拟测试,

以确定最佳设计,以及有前景的建筑材料的概况。

此时材料评估过程开始。通常,选择材料是因为它们满足虚拟设计中未识别的多个目标。

超出物理特性的考虑因素包括:

•设备美学
•监管问题
•生产和组装问题

此过程的关键是与供应商的关系,这有助于设计和开发过程。

商业机密,开发协议和供应商能力等问题在未解决时可能会拖延设计流程。
在关系开始时开放供应商期望的沟通对于成功的设计过程至关重要
材料要求
在设计过程中,识别设备所需的应用程序。
设计中的移动部件可能需要润滑溶液,
设备的单独部件可能需要使用粘合剂进行粘合等等。

有机硅可被视为以下类型应用的候选者:
•润滑
•粘合
•封装/保护
•固体形式

在这些应用中,工程师开始关注设备的特定要求。

最常考虑的属性要求是:
•固化的物理特性
•未固化的物理特性
大多数工程师考虑的固化物理性质,特别是在粘合,
封装和固体形式应用中,是硬度计,拉伸,撕裂,伸长和应变应力。

其他性质如外观,耐化学性,耐温性,折射率,

导电性和导热性以及低除气性可能同等重要。

未固化的性能,如粘度,工作时间,固化时间与温度和流变性,

对工艺和特定应用(如润滑)有很大影响

确定早期哪些属性在设备配置中优先于其他属性是关键
虽然很有可能要求所有领域的最佳物理性质,但有限制
硅树脂材料和器件制造工艺可能会导致妥协。
物理性质之间的关系经常存在,
应用,材料性质和制造方法之间的相互关系受到影响。下图
显示了制造/应用方法,
应用和材料类型之间的一些典型关系
材料 - 工艺 - 器件适合
对于对硅树脂材料知识有限的读者,
需要进行简要回顾以讨论这些产品的变化。几乎所有硅氧烷
体系的基础是硅氧烷聚合物,硅和氧分子的重复链。
聚合物可以作为流体纯净供应,或者可以含有活性物质和增强
填料以形成润滑脂,粘合剂,凝胶或弹性体体系。
生产硅氧烷聚合物的最常见的商业方法是通过
硅氧烷环和末端封闭物质的酸催化碱催化的平衡反应。
反应产生聚合物链长度的分布,而不是一个离散的
聚合物链长度。虽然进一步处理可以缩小分布范围,但结果仍然不同。
聚合物链长可改变粘合剂,凝胶和弹性体的物理性质; 
较低的链长可以通过增加量来增加系统模量
交联剂/单位面积和较低的系统伸长率。催化剂,
交联剂和增强填料等反应性物质也有一定程度的变化。
概率统计乘法规则基本上排除了
在考虑这些系统的可变性时实现相同的结果统计过程
控制最多可以减少 - 而不是消除 - 与这些系统相关的可变性。
总的来说,工程师必须意识到有机硅在不同批次之间会有所不同,

这可以通过大多数材料认证中允许的物理性质范围来证明。


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