1. 工艺原理简析
滚塑,学术称谓旋转成型(Rotation Molding),是一种适用于制造中空塑料制件的加工工艺。主要流程基于热能驱动下的慢速成型:
- 粉料装填: 将计量后的(通常为粉状或液态)塑料原料(例如聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC、尼龙等医用级树脂)装入中空的金属模具内。
- 封闭加热旋转: 模具密闭,将其送入烘箱,同时在双轴系统驱动下进行低/中等速度(常<20转/分)的持续360度自转、公转。
- 熔融流平成模: 烘箱内高温导热,塑料粉末受热均匀熔并流动附着到模具腔体整个内壁上粘附成形内壁壳材体。
- 缓冷开模取件: 慢循环冷制程: 移至冷却区继续旋降温处理完成凝固成结构件。
其特殊点——材料完全依靠重力+旋转离心形成熔附塑化,无外来注射或压铸高压存在——决定整体工艺慢应力及“低压加工”特色特性重要特点。
2. 核心优势与现实考虑
与其优势同时存在是工艺限定和制造瓶颈制约:
- 优点:
- 一体化中空成型优势突出——可以形成整体式塑料空心腔体的最佳工艺之一,特别适用于设计单壳式密封腔结构如大型医用清洗液周转容器储血器等结构。
- 壁厚不均但可适应结构不统一性强产品设计(可设计不同位置壁厚度)设计灵活性较强;但较差的成型力学物理性质则需补偿强化。
- 设计复杂曲面构造较佳可行:模具空间自由允许设计凹槽和嵌套设计制造可能更大程度允许;模具成型内部空间可设结构支撑条及内置管道预构造。
- 成本敏感大型件具备一定制造相对成本优势比传统加工,仅模具制作成本高且周期长。
- 限制::
*周期很长:单件生产长周期可达30分钟甚至1小时以上(取决件类体积复杂度);小批量适合大批难行。
*壁匀性弱于模压射出:制品壁厚的范围不易稳定达到高精度值通常0.8公厘毫米以下制品难以精确成型;
*精度水平较低:
成型件精度低较难控制表面毛刺度、产品一致性精度受限;部分情况下需要后期切割整型工序;
尺寸稳定性及刚性较弱于注塑及吹塑制品强度需要结构再优化,制品精度约在IT15类较低级数等级;
复杂部件制造周期明显长
受旋转运动限制过细薄高深腔零件较难实现加工——通常制品以较壁体产品结构为适合点; - 医用物料约束性:
在临床器材加工环境选择适配必须通过ISO10993相关资质认证的安全材料如医用耐化学级聚烯烃实现成型作业。该材料虽具一定生物相容性、化学惰性但其物理力学强度较弱;必须进行严格结构仿真优化提高部件性能应用表现强度问题;材质需多次反复热处理,可能提高材料老化风险增加材料脆性产生裂纹老化影响——要求医疗器材制造企业具备较高的质量验证措施与安全检验过程规范度以确保合格出产;
3. 应用
本工艺常用于生产设计灵活、批量需中等、大型单件、无二次受力高强度的特殊件:
- 医院使用类:高温消毒液容器(液体收集槽及盆)、消毒清洗作业桶槽车;
- 一次性生物取样容器;血液离心、分装类器材组件、体外诊断仪器模块配件壳体及外壳件、精密药物容器内件、输液系统管道固定外置夹具结构等等。
应用面:更广泛在于无菌非高强度精密要求的医用具制造件如无菌废物箱类,医疗仪器外置支架箱类等等包装容器型器材及配件。
核心应用体现以大型单体密封塑制品生产类为主导方向;
滚塑工艺是实现单一式模具生产中低成本“单一构体塑料密封腔制品(如医疗容腔器壳类容器产品)”最典型加工制造方法之一。它因免除压力成型限制而可灵活设计形态实现模具制造复杂构;也必然带有周期长度问题大和制品高精尖度受限之客观制造障碍不足在严苛临床环境中运用制造。
整体工艺适用性于低负荷医具构造器件;在医用工业应用环节需依不同应用产品结合设计条件及安全性能评估选用相应医用聚合物材料制造以实现器械功能性合理适用性需求;材料物理特性弱问题需要结构安全加固设计与完整质量保障机制辅助;本工艺在医疗制品中更多体现对“大型单件中空密封容器”经济实用特性存在明显应用比较优势地位。