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Oct 04, 2023

成形および押出プラスチック部品のゆっくりとした亀裂の成長を軽減する方法

Norbert Sparrow | 11 gennaio 2019 Materie plastiche utilizzate nei prodotti a lunga durata

ノーバート・スパロー 2019年1月11日

期待寿命の長い製品に使用されているプラ​​スチックは、亀裂の成長が遅い (SCG) 傾向がある可能性があります。 SCG は、製品設計、材料の選択、製造方法、および部品やデバイスが使用される環境によって発生する可能性があります。 たとえば、医療機器を消毒し、院内感染率を下げるためのより強力な化学物質への移行により、プラスチック部品の応力亀裂またはひび割れが増加する割合で発生しています。 Teel Plastics (ウィスコンシン州バラブー) の成長戦略ディレクターである Christian Herrild 氏は、近く開催される同時開催のカンファレンス セッションで、医療機器における SCG の原因を深く掘り下げ、設計者と製造業者がこの現象を軽減できる方法を提案します。カリフォルニア州アナハイムで開催されるメディカル デザイン & マニュファクチャリング (MD&M) West および PLASTEC West イベント。 彼は最近、自分のプレゼンテーションのプレビューを次の人と共有しましたプラスチックの今日。

プラスチックの亀裂は化学的には遅く、持続的な応力が必要だとヘリルド氏は説明した。 たとえば、衝撃やトルクによって瞬時に発生するわけではありませんが、場合によっては 1 日未満など、比較的迅速に発生する可能性があります。 「この破損モードは、応力がかかった状態にあるあらゆるタイプの押出成形または成形プラスチックに固有のものです」とヘリルド氏は述べています。

射出成形部品の応力は、成形または組み立ての方法に起因するとヘリルド氏は述べています。 押出成形品では、「コイルやクリップタイプの用途や、何かが金具の上や上にクリップされる編組や固定を伴う用途で見られます」と同氏は説明した。 一部のポリマーは残留応力に対してより脆弱で、他のポリマーよりも早く亀裂が生じるとヘリルド氏は付け加えた。 したがって、適切なポリマーの選択が SCG を防止するための主要なツールであるということになります。

ヘリルド氏によると、多くの一般的なポリマー、特にチューブに SCG が含まれることはほとんどありません。 「軟質 PVC や一部の熱可塑性ウレタンやエラストマーは、SCG に対して非常に耐性があります。特定の化学物質にさらされたり、チューブがよじれたりするなど、部品やデバイスをある種の極端な状況に置かない限り、亀裂が発生する可能性はほとんどありません。通常の使用条件下では」とヘリルド氏は語った。

SCG は、ポリマーの化学変化を伴わない分子プロセスです。 ヘリルド氏はこれを「分子鎖のもつれの解離」と表現しており、それによってポリマーの枝がばらばらになる。 「一部の消毒剤はポリマーによく浸透し、応力亀裂の活性化エネルギーを低下させ、ポリマーの枝が引き離されやすくなります。一部のポリマーは消毒剤によく対応しますが、一部のポリマーは消毒剤にまったく耐えられません。お使いのデバイスが使用する消毒剤の種類がわかっている場合は、直面する可能性が高い場合は、それに耐えられる素材を選択できます」とヘリルド氏は語った。プラスチックの今日。

特定の材料の使用に限定されている場合は、後処理とアニーリングによって SCG の発生を最小限に抑えることができます。 「誤って大きな応力がかかる状態で設計をしないように、適切な金型設計原則を採用する必要があります。ネジの過剰なトルクは問題であり、不均一な冷却が原因でわずかな反りを引き起こしますが、組み立て時に修正されます。一部の OEM では標準的な方法であるイソプロピル アルコールによる組み立て前の拭き取りを行う必要がありますが、それが本当に必要かどうかを評価する必要があります。その溶剤にさらされると、亀裂の形成を開始するための活性化エネルギーが低下し、部品が長時間の損傷を受けやすくなります。任期割れだ」とヘリルド氏は語った。

チューブに関しては、通常、会話は応力集中に関する質問に集約される、とヘリルド氏は付け加えた。 「コイルの半径は何ですか? 梱包の曲げ半径は何ですか? クリップがある場合、鋭いエッジはありますか?」

ヘリルド氏は、SCGが発生している医療機器に関して講じられた多くの是正措置を見てきたと述べた。 「デバイスが早期に故障し、予想される最終使用寿命を満たさないという苦情があります。これは間違いなく、プラスチック加工業者が OEM の対処を支援できる問題です。」とヘリルド氏は述べています。

ポリマーの選択と部品設計の支援は、彼の会社のサービス ポートフォリオの一部です。 Teel Plastics は、押出成形、ラピッドプロトタイピング、組立、一部の設計開発および下請け製造サービスに加え、最近約 6 か月前に射出成形を自社の製品に追加しました。

「この取り組みをサポートするために、私たちは射出成形機を 4 台導入し、追加のエンジニアと優秀な人材を雇用しました」とヘリルド氏は述べています。 同社は現在、110トン、165トン、350トンのArburg機械を稼働させています。 ヘリルド氏によると、小型の射出成形機はすべて電気式だが、350トンの射出成形機は高キャビテーションやより大量の製品を稼働させるためのハイブリッドだという。 同氏は、「現在承認されている金型の約半数は医療用であり、主に医療市場での金型の追加事業入札に取り組んでいる」と付け加えた。 これは間違いなく、来月開催される MD&M West/PLASTEC West の同社ブース (#2184) での重要な話題となるでしょう。 射出成形機能の追加により、Teel Plastics はこれまで以上に医療 OEM のアウトソーシング パートナーとしての地位を確立しているとヘリルド氏は述べています。

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