3D打印在醫(yī)用喉鏡模具上的應用

來源：毅速激光

醫(yī)療器械器材本身具有嚴苛的精密屬性。因此，對醫(yī)療器械器材零部件生產(chǎn)配套也相應提出了更精密的技術要求。在醫(yī)療制件生產(chǎn)配套過程中，對大到高壓氧艙，小到助聽器、麻醉咽喉鏡、醫(yī)用紐扣等注塑產(chǎn)品的表面質量，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、模具、原材料以及使用的溫控系統(tǒng)有關。那么如何通過源頭——模具的改良，確保醫(yī)療等高精尖產(chǎn)品提高質量標準的同時加快生產(chǎn)速度，也成為我們眾多醫(yī)療器械模具制造廠商關注的焦點。

ESU毅速將以醫(yī)用喉鏡為例，共同探討3D打印在醫(yī)療領域等高精尖項目中的具體優(yōu)勢及分析。醫(yī)用一次性麻醉咽喉鏡，在眾多醫(yī)用注塑產(chǎn)品中是較為復雜的，且最為典型。如圖1所示。
一、產(chǎn)品結構復雜，頂部空間狹小。
二、頂部尖端接觸體內(nèi)皮膚，材料衛(wèi)生要求嚴格。
三、尺寸、質量要求嚴格，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，量大且價格成本在控制范圍內(nèi)。

  圖1：醫(yī)用喉鏡塑件產(chǎn)品實體圖  

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

眾所周知，就模具而言，水路系統(tǒng)是模具產(chǎn)品質量的重要因素之一，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加工工藝制造，無法加工彎曲的水路，水路無法覆蓋模具型腔。

  圖2：原始方案水路無法設計進去

  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  

如圖4所示，針對普通方案所面臨的困局，利用增材制造技術設計的隨形水路可以逐條解決。

1、成型周期
相對于傳統(tǒng)水路而言，3D打印可設計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。

普通水路冷卻時間：32S

隨形水路冷卻時間：23S

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

2、表面質量
注塑產(chǎn)品成型質量與模具模溫有著巨大的關系，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℃

通過模流分析結果的對比，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，針對不同需求進行選材打印。

  3D打印醫(yī)用喉鏡實體工件圖  

隨著技術的發(fā)展與完善，3D打印必將應用到越來越多的領域，而模具制造也必須利用新技術來彌補自身的不足和局限。ESU毅速一直秉承著開啟模具制造新時代的使命，力爭為傳統(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。