Complejidades del plástico

Norberto Gorrión | 08 de junio de 2023

Entonces, tiene el diseño de su producto bastante definido y ha seleccionado los materiales con las propiedades que requiere la aplicación, pero algunas de las piezas de plástico deben unirse. Es posible que descubra que la tecnología de unión que estaba considerando no funcionará con esos materiales en particular, y eso es un problema. "Elegir el material perfecto durante el ciclo de desarrollo del producto que no se puede procesar en el diseño que necesita es definitivamente un problema", dijo a PlasticsToday Jeff Ellis, PhD, líder senior de tecnología en EWI. La solución, agregó, es tener en cuenta el diseño, los materiales y el procesamiento en paralelo al inicio de un proyecto.

EWI es una consultoría de ingeniería que se dedica a ayudar a los clientes a superar desafíos de fabricación complejos. Una de sus áreas de especialización es la soldadura y unión de varias combinaciones de materiales utilizando una gama de tecnologías. Idealmente, los ingenieros pensarán en el proceso, el diseño y los materiales simultáneamente en la etapa inicial de un proyecto, pero eso no siempre sucede y, para decir lo obvio, se vuelve bastante complicado. Ellis cita un ejemplo relacionado con la unión de plástico a plástico.

"Puede pensar que la unión por láser es el mejor enfoque para fabricar su producto, pero si tiene dos polímeros sin relleno, el calentamiento es muy difícil porque son tan transmisivos a esa longitud de onda que no se calientan. Calentamiento por infrarrojos o 1 micrón la soldadura láser no funcionará bien en esas aplicaciones, por lo que recomendaremos una herramienta caliente, una soldadura ultrasónica o un láser de longitud de onda de 2 micras", explicó Ellis.

La resolución de problemas de esta naturaleza es parte del trabajo diario en EWI. "Tenemos un gran equipo de polímeros que se reúne y considera las diversas opciones", dijo Ellis. "¿Qué materiales y procesos podemos usar? Creamos una tabla que muestra que este material funcionará para este proceso pero no para ese otro. O tenemos otro material que puede funcionar con dos procesos diferentes para hacer la forma que desea. aplicar nuestra experiencia y conocimientos de haber trabajado en muchos de estos proyectos en el pasado para encontrar la mejor solución para ese producto en particular", dijo Ellis.

La unión de plásticos para aplicaciones médicas añade aún más complejidad al proceso. Por un lado, la selección de materiales es más limitada, especialmente si la pieza entra en contacto con la piel o se implanta. Los requisitos de prueba también se amplían.

Los proveedores de polímeros de grado médico generalmente brindan datos de prueba, pero aún debe hacerlo usted mismo después de procesar los gránulos, dijo Ellis. "Si toma esos gránulos y los moldea por inyección y luego realiza una soldadura secundaria, ha sometido ese polímero a dos ciclos de calor más y debe asegurarse de que cumpla con todos los requisitos reglamentarios de la FDA", dijo Ellis.

Otro problema que puede surgir es el uso de soldadura ultrasónica junto con canales de microfluidos y aplicaciones similares, añadió Ellis. "Eso generalmente crea partículas pequeñas, un no definitivo para la FDA. Las partículas pequeñas de polímero que migran al cuerpo pueden crear inflamación, por lo que la FDA le preguntará sobre eso durante su presentación de 510 (k)", advirtió Ellis.

Ellis discutirá las diversas tecnologías disponibles para unir polímeros con polímeros, polímeros con metal, compuestos con compuestos, compuestos con vidrio y microsoldadura en el Tech Theatre en IME East en Nueva York el 14 de junio a las 10:30 a. m. Uno de los El objetivo de su presentación es concienciar a los ingenieros médicos y otros ingenieros de diseño sobre las muchas herramientas disponibles. "Espero que mi presentación amplíe su pensamiento y encienda algunas bombillas", dijo Ellis. "No sabíamos que podíamos unir metales a polímeros de esa manera, por ejemplo, o lograr un sello hermético sin adhesivos. En EWI, queremos ayudar a los diseñadores durante el proceso y hacer ese dispositivo robusto", dijo Ellis.

IME East, que incluye los eventos de Plastec y Medical Design & Manufacturing (MD&M) en el mismo lugar, llega al Centro de Convenciones Jacob Javits del 13 al 15 de junio. Hay más información disponible en la página de Plastec East en PlasticsToday.

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