醫(yī)療器械外殼看起來(lái)只是“一個(gè)塑料殼”,為什么開(kāi)模卻動(dòng)輒幾萬(wàn)到幾十萬(wàn),還經(jīng)常返工?**原因很簡(jiǎn)單:它不只是要“能裝得下零件”,更要兼顧外觀質(zhì)感、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、裝配精度、消毒耐受、潔凈要求,甚至還要考慮法規(guī)與追溯。外殼模具做得好,產(chǎn)品量產(chǎn)就順;做得不好,輕則披鋒、縮水、變形、裝不上,重則影響密封、防護(hù)等級(jí),甚至拖慢注冊(cè)與上市節(jié)奏。
一、醫(yī)療器械外殼模具有什么“特殊性”?
和普通消費(fèi)電子外殼相比,醫(yī)療器械外殼模具有幾個(gè)明顯特征:
1)更看重穩(wěn)定與一致性
醫(yī)療設(shè)備通常生命周期長(zhǎng)、批次供貨周期長(zhǎng),外殼不能今天一批裝得上、明天一批卡不住。模具需要在長(zhǎng)期生產(chǎn)中保持尺寸穩(wěn)定,工藝窗口要寬。
2)對(duì)外觀和手感要求更“克制但嚴(yán)格”
醫(yī)療外殼不一定追求炫酷,但要顯得干凈、專(zhuān)業(yè)、可靠。外觀瑕疵(熔接線、流痕、銀絲、色差)容易被放大。
3)經(jīng)常涉及清潔、消毒與化學(xué)耐受
很多設(shè)備需要酒精、過(guò)氧化氫、季銨鹽類(lèi)消毒液擦拭;部分還會(huì)遇到紫外照射。材料與表面處理必須考慮長(zhǎng)期耐受,否則外殼會(huì)發(fā)黃、發(fā)粘、開(kāi)裂。
4)結(jié)構(gòu)上常帶功能性要求
例如:密封防水(IP等級(jí))、抗跌落、屏蔽EMI、透光窗口、按鍵手感、導(dǎo)光、標(biāo)簽/銘牌區(qū)域、條碼追溯等。這些都直接影響模具結(jié)構(gòu)與分型方式。

二、從產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)始:外殼開(kāi)模前要想清楚哪些事?
很多返工,其實(shí)不是模具廠的問(wèn)題,而是前期產(chǎn)品設(shè)計(jì)沒(méi)把“可制造”考慮進(jìn)去。
1)裝配方式先定:螺絲、卡扣還是超聲?
螺絲結(jié)構(gòu):可靠、可拆裝,適合維修;但螺柱容易開(kāi)裂、滑牙,模具需要控制同心度與縮水。
卡扣結(jié)構(gòu):裝配快、成本低;但對(duì)壁厚、拔模角、材料韌性要求高,卡扣根部是斷裂高發(fā)區(qū)。
超聲焊/熱鉚:密封性好;但對(duì)筋位設(shè)計(jì)、能量導(dǎo)向、定位結(jié)構(gòu)要求高,模具精度必須跟上。
建議:先確定裝配邏輯,再倒推分型線、頂出、澆口位置,否則后面很容易“為了做出來(lái)而改結(jié)構(gòu)”,越改越亂。
2)外觀面與分型線怎么藏?
醫(yī)療外殼通常希望分型線不搶眼、手摸不到毛邊。模具分型面、排氣槽、澆口位置都要繞開(kāi)主視面與握持區(qū)。外觀件還要提前規(guī)劃:
紋理/咬花區(qū)域
LOGO、標(biāo)識(shí)、銘牌位
燈窗或屏幕窗口的透光處理
這些一旦做錯(cuò),后期補(bǔ)救成本很高。
3)壁厚與加強(qiáng)筋:別讓“縮水、變形”從設(shè)計(jì)階段就注定
常見(jiàn)建議是壁厚盡量均勻(比如 1.5–2.5mm 區(qū)間按產(chǎn)品大小調(diào)整),加強(qiáng)筋厚度通??刂圃谥鞅诤竦?0.5–0.7 左右,避免縮水印。醫(yī)療外殼為了強(qiáng)度會(huì)加筋,但筋一多就更容易翹曲,最好在結(jié)構(gòu)上做到:
強(qiáng)度靠“合理骨架”,而不是一味加厚
大平面用弧面、斷面、加強(qiáng)肋來(lái)消除變形趨勢(shì)
螺柱與筋位要有過(guò)渡圓角,減少應(yīng)力集中
三、材料怎么選:不僅是“能注塑”,還要耐用、好看、好消毒
1)ABS:外觀友好、成本適中
優(yōu)點(diǎn)是易加工、表面效果好;但耐化學(xué)性與耐高溫一般,若需要頻繁消毒要謹(jǐn)慎評(píng)估。
2)PC:強(qiáng)度高、耐沖擊
適合需要抗跌落的殼體;但對(duì)工藝參數(shù)敏感,容易有內(nèi)應(yīng)力,后續(xù)遇到化學(xué)品可能應(yīng)力開(kāi)裂。
3)PC+ABS:綜合性能常用方案
兼顧ABS的加工性和PC的強(qiáng)度,是很多醫(yī)療設(shè)備外殼的“主力”。對(duì)消毒液耐受通常也比純ABS更穩(wěn),但具體要看牌號(hào)與配方。
4)PP:耐化學(xué)性好
在耐消毒方面表現(xiàn)不錯(cuò),但外觀質(zhì)感、尺寸穩(wěn)定性、剛性和噴涂附著會(huì)有挑戰(zhàn),是否適合要看產(chǎn)品定位。
5)抗菌材料、阻燃材料、玻纖增強(qiáng)材料
抗菌:要關(guān)注長(zhǎng)期效果與合規(guī)聲明
阻燃:常見(jiàn)是UL94等級(jí)需求,但阻燃劑可能影響外觀與韌性
玻纖:強(qiáng)度提升明顯,但易翹曲、表面紋理與流痕更明顯,模具與工藝難度上升
要點(diǎn):別只看材料表格參數(shù),要結(jié)合“消毒方式、使用壽命、跌落工況、外觀要求、EMI需求”做組合判斷,并在打樣階段做化學(xué)耐受與應(yīng)力開(kāi)裂驗(yàn)證。
四、模具結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵點(diǎn):決定良率與壽命的細(xì)節(jié)
1)澆口與流道:決定熔接線、流痕、強(qiáng)度
醫(yī)療外殼經(jīng)常有窗口、薄壁、筋位復(fù)雜,澆口位置選不好,就會(huì):
熔接線落在受力區(qū)導(dǎo)致開(kāi)裂
流痕影響外觀
充填不平衡導(dǎo)致變形
冷流道與熱流道各有取舍:熱流道能提高效率、減少料頭,但成本與維護(hù)更高,對(duì)材料與穩(wěn)定性要求也更高。
2)排氣:外殼件最容易被忽視、卻最常出問(wèn)題
排氣不足會(huì)帶來(lái)燒焦、短射、銀絲、氣紋。醫(yī)療外殼外觀要求高,排氣槽位置與深度要設(shè)計(jì)得“能排氣但不跑披鋒”。
3)頂出:頂針印、白化、變形都與它有關(guān)
外殼大件、外觀件頂出難度高,常用頂針、司筒、推板、氣頂?shù)冉M合方案。頂出位置要避開(kāi)外觀面與薄弱區(qū),頂出力要均勻,否則容易頂白、頂裂或翹曲。
4)模具鋼材與表面處理:關(guān)系到壽命與外觀一致性
醫(yī)療產(chǎn)品量產(chǎn)周期長(zhǎng),模具鋼材不能太“省”。同時(shí)外觀面經(jīng)常需要拋光或紋理處理,鋼材的拋光性能直接決定表面品質(zhì)的上限。若有玻纖材料或阻燃材料,耐磨與耐腐蝕也要提前考慮。
五、醫(yī)療外殼常見(jiàn)工藝與二次處理
1)噴涂/UV/手感漆
提升質(zhì)感、耐刮擦,但要注意:
涂層耐酒精、耐消毒液性能
色差與批次穩(wěn)定性
表面能與附著力
模具紋理與噴涂工藝需要配合,否則容易出現(xiàn)橘皮、露底、針孔。
2)絲印、移印、激光打標(biāo)
醫(yī)療設(shè)備通常要標(biāo)注型號(hào)、警示、序列號(hào)等信息。打標(biāo)位置、表面粗糙度、顏色對(duì)比度都要提前預(yù)留。
3)EMI屏蔽(導(dǎo)電涂層/金屬化/屏蔽布)
如果產(chǎn)品需要通過(guò)電磁兼容測(cè)試,外殼可能要做屏蔽。此時(shí)結(jié)構(gòu)上要有搭接位、接地點(diǎn)、螺絲導(dǎo)通路徑,模具精度更關(guān)鍵。
六、從試模到量產(chǎn):怎么把風(fēng)險(xiǎn)降到最低?
1)試模別只看“能不能打出來(lái)”
醫(yī)療外殼要看:
尺寸是否穩(wěn)定(多模次、多批次)
關(guān)鍵裝配位是否一致
外觀缺陷是否可控
變形是否在可裝配范圍內(nèi)
2)樣件驗(yàn)證要覆蓋真實(shí)使用
建議至少做三類(lèi)驗(yàn)證:
裝配驗(yàn)證:螺柱強(qiáng)度、卡扣壽命、密封件壓縮量
環(huán)境驗(yàn)證:高低溫、溫濕度循環(huán)(視產(chǎn)品要求)
耐受驗(yàn)證:酒精/消毒液擦拭、紫外照射、表面耐刮
3)量產(chǎn)要有“工藝窗口”
穩(wěn)定量產(chǎn)靠的不是某個(gè)最優(yōu)參數(shù),而是一個(gè)可重復(fù)的窗口。模具冷卻、注塑機(jī)穩(wěn)定性、材料批次、干燥條件都會(huì)影響一致性。把這些在PPAP或量產(chǎn)導(dǎo)入階段固化下來(lái),后面就少踩雷。
七、常見(jiàn)問(wèn)題與改進(jìn)方向縮水印明顯:優(yōu)化筋厚/壁厚、調(diào)整澆口、改善保壓與冷卻
翹曲變形:平衡充填、加強(qiáng)冷卻一致性、結(jié)構(gòu)斷面優(yōu)化
螺柱開(kāi)裂/滑牙:柱位加厚與圓角、材料韌性選擇、螺絲規(guī)格與扭矩控制
卡扣斷裂:根部過(guò)渡、拔模角、材料與卡扣行程重新匹配
外觀流痕/熔接線:澆口位置、排氣、注塑速度與模溫優(yōu)化
這些問(wèn)題很多不是“再調(diào)調(diào)機(jī)”就能徹底解決的,往往需要結(jié)構(gòu)、模具與工藝三方一起閉環(huán)。




