Complexités du plastique

Norbert Sparrow | 08 juin 2023

Ainsi, vous avez à peu près la conception de votre produit et sélectionné les matériaux avec les propriétés requises par l'application, mais certaines des pièces en plastique doivent être assemblées. Vous découvrirez peut-être que la technologie d'assemblage que vous envisagez ne fonctionnera pas avec ces matériaux particuliers, et c'est un problème. "Choisir le matériau parfait pendant le cycle de développement du produit qui ne peut pas être transformé en la conception dont vous avez besoin est certainement un problème", a déclaré Jeff Ellis, PhD, responsable technologique senior chez EWI, à PlasticsToday. La solution, a-t-il ajouté, est de prendre en compte la conception, les matériaux et le traitement en parallèle au début d'un projet.

EWI est un cabinet de conseil en ingénierie qui se consacre à aider les clients à surmonter les défis de fabrication complexes. L'un de ses domaines d'expertise est le soudage et l'assemblage de diverses combinaisons de matériaux à l'aide de diverses technologies. Idéalement, les ingénieurs penseront simultanément au processus, à la conception et aux matériaux au stade initial d'un projet, mais cela ne se produit pas toujours et, pour dire l'évidence, cela devient assez compliqué. Ellis cite un exemple d'assemblage plastique-plastique.

"Vous pensez peut-être que l'assemblage au laser est la meilleure approche pour fabriquer votre produit, mais si vous avez deux polymères non chargés, le chauffage est très difficile car ils sont si transmissifs à cette longueur d'onde qu'ils ne chauffent pas. Chauffage infrarouge ou 1 micron le soudage au laser ne fonctionnera pas bien dans ces applications, nous recommanderons donc un outil à chaud, un soudage par ultrasons ou un laser de longueur d'onde de 2 microns », a expliqué Ellis.

La résolution de problèmes de cette nature fait partie du travail quotidien d'EWI. "Nous avons une excellente équipe de polymères qui se réunit et considère les différentes options", a déclaré Ellis. "Quels matériaux et procédés pouvons-nous utiliser ? Nous proposons un tableau montrant que ce matériau fonctionnera pour tel procédé mais pas pour celui-là. Ou nous avons un autre matériau qui peut fonctionner avec deux procédés différents pour obtenir la forme souhaitée. Nous appliquer notre expérience et notre expertise acquises dans le passé sur bon nombre de ces projets pour trouver la meilleure solution pour ce produit particulier », a déclaré Ellis.

L'assemblage de plastiques pour des applications médicales ajoute encore plus de complexité au processus. D'une part, le choix des matériaux est plus limité, surtout si la pièce entre en contact avec la peau ou est implantée. Les exigences de test sont également amplifiées.

Les fournisseurs de polymères de qualité médicale fournissent généralement des données de test, mais vous devez toujours vous tester après avoir traité les granulés, a déclaré Ellis. "Si vous prenez ces pastilles et que vous les moulez par injection, puis que vous effectuez une soudure secondaire, vous avez soumis ce polymère à deux cycles de chaleur supplémentaires et vous devez vous assurer qu'il respecte toutes les exigences réglementaires de la FDA", a déclaré Ellis.

Un autre problème qui peut surgir est l'utilisation du soudage par ultrasons en conjonction avec des canaux microfluidiques et des applications similaires, a ajouté Ellis. "Cela crée généralement de petites particules, un non catégorique pour la FDA. Les petites particules de polymère qui migrent dans le corps peuvent créer une inflammation, c'est donc quelque chose que la FDA demandera lors de votre soumission 510 (k)", a averti Ellis.

Ellis discutera des différentes technologies disponibles pour joindre les polymères aux polymères, les polymères au métal, les composites aux composites, les composites au verre et la micro-soudure au Tech Theatre de l'IME East à New York le 14 juin à 10h30. objectifs de sa présentation est de sensibiliser les ingénieurs médicaux et autres concepteurs aux nombreux outils disponibles. "J'espère que ma présentation élargira leur réflexion et déclenchera quelques ampoules", a déclaré Ellis. « Nous ne savions pas que nous pouvions joindre les métaux aux polymères de cette façon, par exemple, ou obtenir un joint hermétique sans adhésifs. Chez EWI, nous voulons aider les concepteurs tout au long du processus et fabriquer cet appareil robuste », a déclaré Ellis.

IME East, qui comprend les événements Plastec et Medical Design & Manufacturing (MD&M) co-localisés, se déroule au Jacob Javits Convention Center du 13 au 15 juin. Plus d'informations sont disponibles sur la page Plastec East sur PlasticsToday.

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