Complexidades do Plástico

Norberto Pardal | 08 de junho de 2023

Então, você tem o design do produto bem definido e selecionou os materiais com as propriedades que a aplicação exige, mas algumas das peças plásticas precisam ser unidas. Você pode descobrir que a tecnologia de junção que estava considerando não funcionará com esses materiais específicos, e isso é um problema. "Escolher o material perfeito durante o ciclo de desenvolvimento do produto que não pode ser processado no projeto que você precisa é definitivamente um problema", disse Jeff Ellis, PhD, líder sênior de tecnologia da EWI, ao PlasticsToday. A solução, acrescentou, é levar em consideração o design, os materiais e o processamento em paralelo no início de um projeto.

A EWI é uma consultoria de engenharia dedicada a ajudar os clientes a superar desafios complexos de fabricação. Uma de suas áreas de especialização é a soldagem e junção de várias combinações de materiais usando uma variedade de tecnologias. Idealmente, os engenheiros pensarão em processo, design e materiais simultaneamente no estágio inicial de um projeto, mas isso nem sempre acontece e, para dizer o óbvio, fica bastante complicado. Ellis cita um exemplo envolvendo união de plástico com plástico.

"Você pode pensar que a união a laser é a melhor abordagem para a fabricação de seu produto, mas se você tiver dois polímeros não preenchidos, o aquecimento é muito difícil porque eles são tão transmissíveis a esse comprimento de onda que não aquecem. Aquecimento infravermelho ou 1 mícron a soldagem a laser não funcionará bem nessas aplicações, portanto, recomendamos uma ferramenta quente, soldagem ultrassônica ou um laser de comprimento de onda de 2 mícrons", explicou Ellis.

A resolução de problemas desta natureza faz parte de um dia de trabalho no EWI. "Temos uma grande equipe de polímeros que se reúne e considera as várias opções", disse Ellis. "Que materiais e processos podemos usar? Criamos uma tabela mostrando que esse material funcionará para este processo, mas não para aquele. Ou temos outro material que pode trabalhar com dois processos diferentes para fazer a forma que você deseja. Nós aplicar nossa experiência e conhecimento de ter trabalhado em muitos desses projetos no passado para encontrar a melhor solução para esse produto específico", disse Ellis.

A união de plásticos para aplicações médicas adiciona ainda mais complexidade ao processo. Por um lado, a seleção do material é mais limitada, especialmente se a peça entrar em contato com a pele ou for implantada. Os requisitos de teste também são ampliados.

Os fornecedores de polímeros de grau médico normalmente fornecem dados de teste, mas você ainda precisa fazer os testes depois de processar os pellets, disse Ellis. "Se você pegar esses grânulos e moldá-los por injeção e, em seguida, fizer uma soldagem secundária, você colocará esse polímero em mais dois ciclos de aquecimento e precisará garantir que ele passe por todos os requisitos regulamentares do FDA", disse Ellis.

Outra questão que pode surgir é o uso de soldagem ultrassônica em conjunto com canais microfluídicos e aplicações semelhantes, acrescentou Ellis. "Isso geralmente cria pequenas partículas, um não definitivo para o FDA. Pequenas partículas de polímero que migram para o corpo podem criar inflamação, então isso é algo que o FDA perguntará durante sua submissão 510(k)", advertiu Ellis.

Ellis discutirá as várias tecnologias disponíveis para unir polímeros a polímeros, polímeros a metais, compostos a compostos, compostos a vidro e microssoldagem no Tech Theatre no IME East em Nova York em 14 de junho às 10h30. O objetivo de sua apresentação é conscientizar médicos e outros engenheiros de design sobre as muitas ferramentas disponíveis. "Espero que minha apresentação amplie o pensamento deles e acenda algumas lâmpadas", disse Ellis. "Não sabíamos que poderíamos unir metais a polímeros dessa maneira, por exemplo, ou obter uma vedação hermética sem adesivos. Na EWI, queremos ajudar os designers no processo e criar esse dispositivo robusto", disse Ellis.

A IME East, que inclui os eventos Plastec e Medical Design & Manufacturing (MD&M), chega ao Centro de Convenções Jacob Javits de 13 a 15 de junho. Mais informações estão disponíveis na página da Plastec East em PlasticsToday.