플라스틱의 복잡성

노버트 스패로우 | 2023년 6월 8일

따라서 제품 디자인을 거의 확정하고 응용 분야에 필요한 특성을 갖춘 재료를 선택했지만 일부 플라스틱 부품을 결합해야 합니다. 귀하가 고려하고 있던 접합 기술이 그러한 특정 재료에는 작동하지 않는다는 것을 발견할 수도 있으며, 이것이 문제입니다. EWI의 수석 기술 리더인 Jeff Ellis 박사는 PlasticsToday에 "필요한 디자인으로 가공할 수 없는 제품 개발 주기 동안 완벽한 재료를 선택하는 것은 확실히 문제입니다."라고 말했습니다. 그는 해결책은 프로젝트 시작 시 디자인, 재료, 처리를 동시에 고려하는 것이라고 덧붙였습니다.

EWI는 고객이 복잡한 제조 문제를 극복할 수 있도록 돕는 데 전념하는 엔지니어링 컨설팅 회사입니다. 전문 분야 중 하나는 다양한 기술을 사용하여 다양한 재료 조합을 용접하고 결합하는 것입니다. 이상적으로 엔지니어는 프로젝트 초기 단계에서 프로세스, 설계 및 재료에 대해 동시에 생각하지만 항상 그런 것은 아니며 명백히 말하면 상당히 복잡해집니다. Ellis는 플라스틱-플라스틱 접합과 관련된 한 가지 예를 인용합니다.

"레이저 접합이 제품 제조에 가장 좋은 접근 방식이라고 생각할 수도 있지만 충전되지 않은 폴리머가 두 개 있는 경우 해당 파장에 너무 투과성이 커서 가열되지 않기 때문에 가열이 매우 어렵습니다. 적외선 가열 또는 1미크론 레이저 용접은 이러한 응용 분야에서는 잘 작동하지 않으므로 핫 툴, 초음파 용접 또는 2미크론 파장 레이저를 권장합니다."라고 Ellis는 설명했습니다.

이러한 성격의 문제 해결은 EWI에서 하루의 작업으로 이루어집니다. Ellis는 "우리는 함께 모여 다양한 옵션을 고려하는 훌륭한 폴리머 팀을 보유하고 있습니다."라고 말했습니다. "어떤 재료와 프로세스를 사용할 수 있습니까? 우리는 이 재료가 이 프로세스에는 효과가 있지만 저 프로세스에는 효과가 없다는 것을 보여주는 표를 제시합니다. 아니면 원하는 모양을 만들기 위해 두 가지 다른 프로세스와 함께 사용할 수 있는 또 다른 재료가 있습니다. 우리는 과거에 이러한 많은 프로젝트에 참여하면서 쌓은 경험과 전문 지식을 적용하여 해당 특정 제품에 가장 적합한 솔루션을 찾을 수 있습니다."라고 Ellis는 말했습니다.

의료용으로 플라스틱을 접합하면 공정이 더욱 복잡해집니다. 우선, 재료 선택이 더 제한적입니다. 특히 부품이 피부에 닿거나 이식되는 경우에는 더욱 그렇습니다. 테스트 요구 사항도 확대됩니다.

의료용 폴리머 공급업체는 일반적으로 테스트 데이터를 제공하지만 펠릿을 처리한 후에는 직접 테스트를 수행해야 한다고 Ellis는 말했습니다. Ellis는 "펠릿을 가져와 사출 성형한 다음 2차 용접을 수행하면 해당 폴리머가 두 번의 열 사이클을 더 거치게 되며 FDA의 모든 규제 요구 사항을 통과하는지 확인해야 합니다."라고 Ellis는 말했습니다.

발생할 수 있는 또 다른 문제는 미세유체 채널 및 유사한 응용 분야와 함께 초음파 용접을 사용하는 것이라고 Ellis는 덧붙였습니다. Ellis는 "이것은 일반적으로 작은 입자를 생성하며 FDA에서는 확실히 거부합니다. 신체로 이동하는 작은 폴리머 입자는 염증을 일으킬 수 있으므로 FDA가 510(k) 제출 중에 이에 대해 질문할 것입니다"라고 Ellis는 경고했습니다.

Ellis는 6월 14일 오전 10시 30분에 뉴욕 IME East의 Tech Theater에서 폴리머와 폴리머, 폴리머와 금속, 복합재와 복합재, 복합재와 유리, 미세 용접을 결합하는 데 사용할 수 있는 다양한 기술에 대해 논의할 예정입니다. 그의 프레젠테이션의 목적은 의료 및 기타 설계 엔지니어에게 사용 가능한 다양한 도구에 대한 인식을 심어주는 것입니다. Ellis는 "내 프레젠테이션이 그들의 사고를 넓히고 전구를 켜주기를 바랍니다"라고 말했습니다. Ellis는 "예를 들어 금속을 폴리머에 결합할 수 있거나 접착제 없이 밀폐 밀봉을 달성할 수 있다는 것을 몰랐습니다. EWI에서는 설계자가 프로세스를 통해 견고한 장치를 만들 수 있도록 돕고 싶습니다."라고 Ellis는 말했습니다.

함께 개최되는 Plastec 및 Medical Design & Manufacturing(MD&M) 이벤트를 포함하는 IME East는 6월 13일부터 15일까지 Jacob Javits 컨벤션 센터에서 개최됩니다. 자세한 내용은 PlasticsToday의 Plastec East 페이지에서 확인할 수 있습니다.