Les additifs optimisent les plastiques médicaux pour le laser

Norbert Sparrow | 08 février 2019

La société de produits chimiques Clariant (Muttenz, Suisse) a dévoilé des polymères formulés pour les méthodes d'assemblage au laser dans les opérations de fabrication médicale lors de l'événement co-localisé Medical Design & Manufacturing (MD&M) et PLASTEC West de cette semaine à Anaheim, en Californie. Les nouveaux matériaux Mevopur intègrent des additifs qui optimisent le processus de soudage au laser.

"L'industrie des dispositifs médicaux s'éloigne des méthodes d'assemblage telles que le soudage au solvant, qui peut laisser des résidus, et le soudage à l'arc au profit du soudage au laser", a déclaré Stephen Duckworth.Les plastiques aujourd'hui depuis le stand de l'entreprise. « Nous le constatons dans de multiples domaines d'application, des dispositifs d'administration de médicaments et des produits de diagnostic aux systèmes de dialyse », a ajouté Duckworth, responsable du segment Healthcare Polymer Solutions, Mevopur.

Selon Duckworth, l'élimination de l'utilisation de solvants et la réduction de la responsabilité sont les deux forces qui motivent l'adoption du soudage au laser dans l'industrie des technologies médicales. Le soudage au laser apporte également rapidité et fiabilité au processus de production et peut gérer des structures complexes, "mais il soulève des défis intéressants", a ajouté Duckworth, en termes d'absorption d'énergie. "La surface extérieure doit toujours être attrayante dans la couleur que vous avez en tête, mais elle doit être transparente à l'énergie laser", a-t-il expliqué. Étant donné que les dispositifs médicaux sont souvent constitués de matériaux transparents ou translucides, la capacité du polymère à absorber l'énergie laser doit souvent être améliorée à l'aide d'additifs.

Clariant propose ces types d'additifs depuis de nombreuses années et, en 2016, la société a commencé à les utiliser dans les mélanges-maîtres et composés Mevopur pour les applications de marquage au laser. Or, le marquage laser ne fait appel qu'à un seul polymère, alors que le soudage laser en fait appel à deux, dont l'un est transparent à l'énergie laser tandis que l'autre l'absorbe pour créer la soudure. Le processus est encore compliqué par tous les pigments ou charges, qui peuvent modifier la façon dont le plastique réagit au laser. "Différents polymères absorbent l'énergie laser de différentes manières, et cela devient donc un exercice de formulation - comprendre les paramètres de base et proposer une" approche systémique "", a expliqué Duckworth. "C'est ce que nous avons fait."

Chez MD&M West, Clariant a présenté des produits soudés qui semblent impliquer deux pièces faites de matériaux identiques. En fait, deux formulations différentes ont été développées pour obtenir une transmission laser dans l'une et une absorption dans l'autre afin qu'elles puissent être soudées ensemble de manière fiable.

Un autre facteur important pour obtenir une bonne soudure est la répartition uniforme de l'additif dans toute la matrice polymère de la pièce finale. Dans certains cas, un concentré ou un mélange maître peut être dosé à la machine de moulage par injection, qui le mélange ensuite dans le polymère fondu avant le moulage, mais ce n'est pas toujours idéal pour disperser le concentré dans le polymère hôte. Dans certaines applications, la machine, le matériau ou la conception de la pièce peuvent entraîner une distribution incohérente et conduire à un soudage peu fiable, a déclaré Clariant.

Pour remédier à cela, Clariant produit des composés dans lesquels l'additif absorbant le laser, ainsi que tous les autres pigments ou additifs, sont répartis de manière optimale via des lignes de mélange très efficaces. Le mouleur à injection peut utiliser ce matériau tout-en-un sans dilution supplémentaire, sachant que Clariant s'est déjà occupé de la formule et du contrôle qualité.

Comme tous les concentrés et composés finis de mélanges maîtres Mevopur, les matériaux compatibles avec le laser sont fabriqués dans une usine dédiée à Lewiston, ME, et sur deux autres sites à Malmö, en Suède et à Singapour. Les trois usines ont été certifiées ISO 13485:2016. Les fabricants d'appareils peuvent avoir l'esprit tranquille en sachant que les processus de Clariant sont contrôlés, cohérents et conformes, des ingrédients de matières premières pré-testés USP Classe VI, ISO 10993 au produit final, a déclaré Clariant.

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