3D打印在醫(yī)用喉鏡模具上的應(yīng)用

來(lái)源：毅速激光

醫(yī)療器械器材本身具有嚴(yán)苛的精密屬性。因此，對(duì)醫(yī)療器械器材零部件生產(chǎn)配套也相應(yīng)提出了更精密的技術(shù)要求。在醫(yī)療制件生產(chǎn)配套過(guò)程中，對(duì)大到高壓氧艙，小到助聽(tīng)器、麻醉咽喉鏡、醫(yī)用紐扣等注塑產(chǎn)品的表面質(zhì)量，精度，衛(wèi)生要求容不下一絲瑕疵。

有需求，那么就要有所改變，注塑制品的良品率主要與注塑機(jī)、模具、原材料以及使用的溫控系統(tǒng)有關(guān)。那么如何通過(guò)源頭——模具的改良，確保醫(yī)療等高精尖產(chǎn)品提高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)加快生產(chǎn)速度，也成為我們眾多醫(yī)療器械模具制造廠商關(guān)注的焦點(diǎn)。

ESU毅速將以醫(yī)用喉鏡為例，共同探討3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域等高精尖項(xiàng)目中的具體優(yōu)勢(shì)及分析。醫(yī)用一次性麻醉咽喉鏡，在眾多醫(yī)用注塑產(chǎn)品中是較為復(fù)雜的，且最為典型。如圖1所示。
一、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，頂部空間狹小。
二、頂部尖端接觸體內(nèi)皮膚，材料衛(wèi)生要求嚴(yán)格。
三、尺寸、質(zhì)量要求嚴(yán)格，不允許表面瑕疵。
四、注塑產(chǎn)品咽喉鏡一般為一次性產(chǎn)品，量大且價(jià)格成本在控制范圍內(nèi)。

  圖1：醫(yī)用喉鏡塑件產(chǎn)品實(shí)體圖  

因此對(duì)于模具制造廠商而言，如何處理好喉鏡模具的質(zhì)量、效率、衛(wèi)生等各方面平衡，成為關(guān)鍵所在。

眾所周知，就模具而言，水路系統(tǒng)是模具產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素之一，優(yōu)越的水路系統(tǒng)能夠縮短產(chǎn)品成型周期，提高產(chǎn)品良率。但目前，水路基本由銑床等機(jī)加工工藝制造，無(wú)法加工彎曲的水路，水路無(wú)法覆蓋模具型腔。

  圖2：原始方案水路無(wú)法設(shè)計(jì)進(jìn)去

  圖3:ESU毅速3D打印隨形水路方案

  圖4：3D打印醫(yī)用喉鏡的優(yōu)勢(shì)  

如圖4所示，針對(duì)普通方案所面臨的困局，利用增材制造技術(shù)設(shè)計(jì)的隨形水路可以逐條解決。

1、成型周期
相對(duì)于傳統(tǒng)水路而言，3D打印可設(shè)計(jì)出覆蓋模具型腔的水路系統(tǒng)，從而加快冷卻，縮短工件成型周期，提高生產(chǎn)效率。

普通水路冷卻時(shí)間：32S

隨形水路冷卻時(shí)間：23S

如上圖所示：傳統(tǒng)水路模具冷卻時(shí)間大約需：32S，隨形水路方案冷卻時(shí)間：23S，3D打印與原始方案相比，達(dá)到頂出溫度的時(shí)間快23%

2、表面質(zhì)量
注塑產(chǎn)品成型質(zhì)量與模具模溫有著巨大的關(guān)系，模溫不均衡，最高溫與最低溫度相差較大，則高溫處易產(chǎn)生燙傷、變形等缺陷，產(chǎn)品良率低。3D打印隨形水路均勻遍布模具內(nèi)腔可減小溫差，均衡模溫，提高產(chǎn)品良率。

普通水路溫差：32.5℃

隨形水路溫差：4.98℃

通過(guò)模流分析結(jié)果的對(duì)比，普通水路模具最高溫與最低溫溫差為32.5℃，而隨形水路溫差可縮減到4.98℃，可以說(shuō)溫差已經(jīng)微乎其微。

此外在模具3D打印材料上，選用ESU毅速自主研發(fā)的EM191金屬粉末材料。EM191為ESU毅速自主研發(fā)的粉末體系中的一款粉末，具備防銹、防腐蝕、耐磨耐用等功能，從而保證打印件的使用壽命。在ESU毅速自主研發(fā)的粉末體系中還有EM181、EM201等模具3D打印專用金屬粉末材料，針對(duì)不同需求進(jìn)行選材打印。

  3D打印醫(yī)用喉鏡實(shí)體工件圖  

隨著技術(shù)的發(fā)展與完善，3D打印必將應(yīng)用到越來(lái)越多的領(lǐng)域，而模具制造也必須利用新技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)自身的不足和局限。ESU毅速一直秉承著開(kāi)啟模具制造新時(shí)代的使命，力爭(zhēng)為傳統(tǒng)模具注入新鮮的血液，為傳統(tǒng)制造業(yè)煥發(fā)新的活力。