Complessità della plastica

Norbert Passero | 08 giugno 2023

Quindi, hai praticamente definito il design del tuo prodotto e selezionato i materiali con le proprietà richieste dall'applicazione, ma alcune parti in plastica devono essere unite. Potresti scoprire che la tecnologia di giunzione che stavi considerando non funzionerà con quei particolari materiali, e questo è un problema. "Scegliere il materiale perfetto durante il ciclo di sviluppo del prodotto che non può essere trasformato nel progetto di cui hai bisogno è sicuramente un problema", ha detto a PlasticsToday Jeff Ellis, PhD, leader tecnologico senior presso EWI. La soluzione, ha aggiunto, è tenere conto del design, dei materiali e della lavorazione in parallelo all'inizio di un progetto.

EWI è una società di consulenza ingegneristica dedicata ad aiutare i clienti a superare complesse sfide di produzione. Una delle sue aree di competenza è la saldatura e l'unione di varie combinazioni di materiali utilizzando una vasta gamma di tecnologie. Idealmente, gli ingegneri penseranno simultaneamente al processo, alla progettazione e ai materiali nella fase iniziale di un progetto, ma ciò non sempre accade e, per dirla in modo ovvio, diventa piuttosto complicato. Ellis cita un esempio che coinvolge la giunzione plastica-plastica.

"Potresti pensare che l'unione laser sia l'approccio migliore per fabbricare il tuo prodotto, ma se hai due polimeri non riempiti, il riscaldamento è molto difficile perché sono così trasmissivi a quella lunghezza d'onda da non riscaldarsi. Riscaldamento a infrarossi o 1 micron la saldatura laser non funziona bene in queste applicazioni, quindi consigliamo l'utensile caldo, la saldatura a ultrasuoni o un laser con lunghezza d'onda di 2 micron", ha spiegato Ellis.

La risoluzione di problemi di questa natura è parte integrante del lavoro quotidiano di EWI. "Abbiamo un ottimo team dedicato ai polimeri che si riunisce e considera le varie opzioni", ha affermato Ellis. "Quali materiali e processi possiamo utilizzare? Troviamo una tabella che mostra che questo materiale funzionerà per questo processo ma non per quello. Oppure abbiamo un altro materiale che può funzionare con due processi diversi per ottenere la forma che desideri. Noi applicare la nostra esperienza e competenza derivanti dall'aver lavorato su molti di questi progetti in passato per trovare la soluzione migliore per quel particolare prodotto", ha affermato Ellis.

L’unione della plastica per applicazioni mediche aggiunge ulteriore complessità al processo. Da un lato la scelta del materiale è più limitata, soprattutto se la parte viene a contatto con la pelle o viene impiantata. Anche i requisiti di test sono amplificati.

I fornitori di polimeri per uso medico in genere forniscono dati di test, ma è comunque necessario testarli personalmente dopo aver elaborato i pellet, ha affermato Ellis. "Se prendi quei pellet e li stampi ad iniezione e poi esegui la saldatura secondaria, hai sottoposto il polimero ad altri due cicli di calore e devi assicurarti che soddisfi tutti i requisiti normativi della FDA", ha affermato Ellis.

Un altro problema che potrebbe sorgere è l’uso della saldatura a ultrasuoni insieme a canali microfluidici e applicazioni simili, ha aggiunto Ellis. "Questo di solito crea piccole particelle, un no definitivo per la FDA. Piccole particelle polimeriche che migrano nel corpo possono creare infiammazioni, quindi è qualcosa che la FDA chiederà durante la presentazione 510 (k)", ha avvertito Ellis.

Ellis discuterà delle varie tecnologie disponibili per unire polimeri a polimeri, polimeri a metallo, compositi a compositi, compositi a vetro e microsaldature al Tech Theatre dell'IME East di New York il 14 giugno alle 10:30. L'obiettivo della sua presentazione è quello di sensibilizzare gli ingegneri medici e gli altri progettisti sui numerosi strumenti disponibili. "Se tutto va bene, la mia presentazione amplia il loro pensiero e accende alcune lampadine", ha detto Ellis. "Non sapevamo che avremmo potuto unire i metalli ai polimeri in questo modo, ad esempio, o ottenere una tenuta ermetica senza adesivi. Noi di EWI vogliamo aiutare i progettisti attraverso il processo e realizzare quel dispositivo robusto", ha affermato Ellis.

IME East, che comprende gli eventi Plastec e Medical Design & Manufacturing (MD&M), si svolgerà al Jacob Javits Convention Center dal 13 al 15 giugno. Maggiori informazioni sono disponibili sulla pagina Plastec East su PlasticsToday.