Примером того, как для термоформования  находится все больше и больше сложных и высокотехнологичных применений, является создание ортопедических конструкций, предназначенных для улучшения осанки, функционирования и подвижности.

Компания Restorative Care of America Inc. (RCAI), расположенная в Санкт-Петербурге, Флорида, использует инновационное применение термоформования для производства ортопедических устройств.

В компании заявляют об уникальности использования данной технологии, в то время как конкурирующие продукты создаются на основе металла или пластмассы, изготовленной литьевым формованием.

Компания RCAI расширила применяемое ей вакуумной формование, а также один из вариантов технологии, который получил названия позитивного формования, или формования из листов вытяжкой на пуансоне, для производства шин, манжет, корсетов, шарниров и соединений, которые составляют почти 70% ортопедических продуктов. Компания RCAI демонстрирует годовой прирост до 10%. Самым распространенным устройством является ножной ортопедический аппарат, который выпускается в девяти размерах.

Созданные позитивным формованием плечевые и боковые манжеты на этом ортопедическом устройстве для локтя можно повторно нагревать для придания формы в полевых условиях.

Преимущества позитивного формования

Традиционно ортопедия всегда широко использовала алюминий и нержавеющую сталь. Но традиционные ортопедические устройства оказывают давление на чувствительные зоны человеческого тела, что может увеличивать болезненность. Также врачам может быть трудно  или даже невозможно адаптировать такие устройства к потребностям каждого отдельного пациента. В компании RCAI говорят, что, то, как они используют пластмассу, позволяет преодолеть эти проблемы. Для производства большинства продуктов RCAI используется созданный с помощью позитивного формования  лист из высокопрочного акрила/PVC Kydex от компании Kleerdex Co. LLC, Блумсбург, Пенсильвания. Такой лист обеспечивает гибкость, прочность на разрыв и жесткость.

При использовании позитивного формования лист с размерами 4 × 4 фута и толщиной от 0.125 до 0.187дюйма, нагревается до температуры примерно 295 F, что значительно ниже температуры плавления материала: от 320 до 390 F. Наполовину расплавленный лист затем штампуют на машине в трафареты различных деталей, которые расположены так, чтобы свести количество отходов к минимуму (обычно только 3%). Трафареты разрезают, создавая отдельные детали с помощью фасонно-фрезерного станка с ЧПУ. Эти детали вновь нагревают до температуры около 295 F, и загружают в холодную половину пресс-формы (обычно создаваемую из композита). Мягкий лист полностью принимает очертания пресс-формы без всякого применения давления или вакуума. Продолжительность цикла составляет примерно 2 мин.

По сравнению с традиционным термоформованием, позитивное формование представляет собой довольно простую не очень технологичную и более трудоинтенсивную технологию. Оно позволяет получать детали с минимальным изначально заложенным напряжением, исключительно низкой и предсказуемой степенью усадки, а также очень однородной толщиной стенок.

Создаваемые в компании RCAI с помощью позитивного формования шины обеспечивают пружинящие свойства для положения ноги или щиколотки.

 Как утверждают в RCAI, позитивное формование обеспечивает новые возможности в области конструирования. Этот подход позволяет исключать точки давления и уменьшить риск  болезненных ощущений при контакте. Позитивное формование также позволяет осуществлять повторное нагревание ортопедического устройства и придание ему новой формы прямо в полевых условиях за счет использования врачами струйного сушильного аппарата. Таким образом, ортопедическое устройство можно расположить под новым углом, или же диапазон движений может быть изменен в соответствии с предписанным доктором планом лечения.

То, что детали, изготовленные позитивным формованием, могут подвергаться тепловому формованию, означает, что ортопедическое устройство, которое поставляется с основными предварительно установленными размерами, может быть приспособлено индивидуально в соответствии с размерами ноги или ее состоянием (например, степенью вздутия). Так, например, можно изменять диаметр поддерживающей манжеты для точного соответствия условиям поврежденной конечности. В компании RCAI говорят, что лист Kydex позволяет изменять и приспосабливать детали много раз без ущерба для прочности на разрыв или прочих основных свойств.

Компания RCAI также расширила свои производственные мощности для того, чтобы включить вакуумное формование ортопедических деталей, для которых нужны более высокая степень вытяжки, большая вариативность толщины стенок, или свойства, которые обеспечивают альтернативные термопласты. Так, например, компания RCAI создает вакуумным формованием из полиэтилена универсальные шины для запястья/большого пальца и стельки для обуви; а полиамид используется для изготовления шарниров, поддерживающих пластин, а также шарнирных соединений.

Компания RCAI также создает позитивным формованием примерно 12,000 деталей в месяц и вакуумным формованием примерно то же количество. Компания столкнулась с сильной конкуренцией со стороны компаний из Китая и Коста-Рики. Давление со стороны затрат за последние годы заставило многих поставщиков ортопедических устройств производить свои изделия в оффшоре, но подход RCAI “сделаны в США” принес компании успех, несмотря на его трудозатратность, рассказывает Бад Хесс, президент RCAI. Он считает преимуществом детали небольшое количество образующихся отходов и минимальный процент брака для позитивного формования и вакуумного формования, и, кроме того, эти технологии позволяют осуществлять своевременные поставки точно в срок. Время от замысла до исполнения для создаваемых по индивидуальным заказам пластмассовых деталей составляет от трех до четырех недель, по сравнению с 10 неделями у конкурентов, которые полагаются на поставки деталей, изготовленных заграницей.

www.polymery.ru