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硅胶医用球囊成形工艺及工艺参数

由于对硅胶医用球囊的要求很高,大多数硅胶医用球囊材料都采用PA 12。PA 12具有表面光滑、热塑性好、尺寸稳定性好、化学稳定性好、熔点低、加工方便等特点,能够满足医用气球的要求。本文以PA 12的PTA硅胶医用球囊为数值模拟对象,规格为9×40 mm。

 硅胶医用球囊

硅胶医用球囊的形成过程可以用双轴拉伸的机理来解释。PA 12材料在玻璃化转变温度与粘性流动温度之间加热后,由双向拉伸取向形成。目前,气球生产工艺大多采用接口公司提供的生产工艺。这一过程分为两个步骤。第一步是在管材拉丝机上拉伸钢坯,形成气泡;第二步是将泡沫放入模具,在硅胶医用球囊成型机上进行硅胶医用球囊成型。图1给出了成形图,利用有限元软件模拟了硅胶医用球囊在成型机上的成形过程。

 

气球成型的关键是在气球成型机上设定工艺参数。根据工艺参数的变化,可分为五个步骤。研究的每一步的工艺参数如表1所示。

 

第一步是将气泡放入气球成型机的模具中,加入氮气,将低压保持在2.6MPa,并逐渐将模具温度提高到110℃。

 

第二步是当模具达到规定温度110℃时,泡沫双向拉伸,模具内压力保持在2.6MPa,夹具两端拉拔速度为70 mm/s,拉拔距离为35 mm

 

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第四步是增加压力,同时对泡沫进行二次拉伸,夹具两端的拉拔速度为10 mm/s,拉拔距离为5mm,二次拉深的目的是使气球完全适应模具壁,使模壁的锥部和中间部变薄。

 

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气球成型最重要的部分是第二、第三和第四步,它们决定了气球的形状和壁厚分布。由于在这三个步骤中模具温度没有变化,所以采用等温线模型模拟了在低吹气压力下硅胶医用球囊的初图和高吹塑压力下的二次拉伸成型。

 

 

 

 

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