以微軟為例，要是在千禧年初公眾追捧其平板電腦，就會(huì)率先步入萬(wàn)億市值俱樂(lè)部。同樣，貝爾實(shí)驗(yàn)室1964年推出可視電話，但當(dāng)時(shí)整個(gè)世界都未準(zhǔn)備好迎接這一未來(lái)事物（想象一下，如果它在當(dāng)時(shí)就變得司空見(jiàn)慣，如今的生活將會(huì)有多么不同）。

令人稱奇的是，生物技術(shù)公司Vaxxas的發(fā)明雖然也大幅領(lǐng)先于時(shí)代，卻未陷入這樣的死胡同。這家私營(yíng)公司正在研發(fā)無(wú)針疫苗接種技術(shù)，這一技術(shù)最初由昆士蘭大學(xué)的澳大利亞生物工程和納米技術(shù)研究所孵化。

此技術(shù)運(yùn)用獨(dú)有的高密度微突出物陣列貼片(HD-MAP) 簡(jiǎn)化和改良疫苗接種。這一硅貼片僅有郵票大小，卻包含了成千上萬(wàn)個(gè)長(zhǎng)度200-300微米的突出物，可直接向皮膚表面下方的免疫細(xì)胞釋放疫苗抗原。

臨床前研究表明，納米貼片比傳統(tǒng)疫苗接種系統(tǒng)有效得多，只需1/100的劑量就能引發(fā)與“完整”肌肉注射劑量相同的免疫反應(yīng)。此外，納米貼片的干燥涂層技術(shù)避免了疫苗在存儲(chǔ)和運(yùn)輸過(guò)程中的冷藏需求，消除了維持冷鏈的資源負(fù)擔(dān)。

“基于我們的研究結(jié)果，我們相信Vaxxas高密度微突出物陣列貼片是一項(xiàng)令人信服的解決方案，主要優(yōu)勢(shì)在于減少了疫苗用量，并且無(wú)需冷藏、隨時(shí)運(yùn)輸、可自身給藥，”昆士蘭大學(xué)化學(xué)和分子生物科學(xué)學(xué)院高級(jí)昆士蘭工業(yè)研究員David A. Muller在去年六月表示。“這些特點(diǎn)使得高密度微突出物陣列貼片非常適合全球人口接種疫苗的大規(guī)模需求，我們確信，高密度微突出物陣列貼片是比傳統(tǒng)針頭注射器更具優(yōu)勢(shì)的替代方案。”

這種優(yōu)勢(shì)在于其中負(fù)責(zé)遞送疫苗的微突出物。這些突出物由微注塑機(jī)工藝制成。微注塑機(jī)工藝是一項(xiàng)高度專業(yè)的制造工藝，可生產(chǎn)出微米級(jí)公差的微型高精度熱塑性部件。隨著醫(yī)療器械尺寸和規(guī)模不斷縮小，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前醫(yī)療設(shè)備制造中不可或缺的一環(huán)。

MPO的《Big Shots》專題詳細(xì)介紹了推動(dòng)微注塑機(jī)技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)和市場(chǎng)力量。接受該專題專訪的十幾位專家包括MTD Micro Molding的質(zhì)量經(jīng)理Maggie Beauregard、客戶經(jīng)理、Sherry Bekier、注塑機(jī)/生產(chǎn)經(jīng)理、Jared Cicio、研發(fā)工程師Patrick Haney、執(zhí)行副總裁Gary Hulecki、模具主管Kyle Kolb以及銷售/營(yíng)銷總監(jiān)Lindsay Mann。他們的觀點(diǎn)詳見(jiàn)以下問(wèn)答：

微注塑機(jī)技術(shù)和服務(wù)有哪些最新的發(fā)展趨勢(shì)？

Patrick Haney：醫(yī)療行業(yè)意識(shí)到設(shè)備和元器件可以且應(yīng)該堅(jiān)持微型化發(fā)展道路。因此，我們發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多的客戶熱衷利用不同工藝或截然不同的非聚合物材料改造以往的制造設(shè)備。隨著微型醫(yī)療設(shè)備行業(yè)持續(xù)增長(zhǎng)，醫(yī)療行業(yè)原始設(shè)備制造商開(kāi)始意識(shí)到微注塑機(jī)預(yù)藏的巨大潛力和能量，紛紛安排工程和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)正在測(cè)試整體尺寸、制藥公司、二次注塑機(jī)成型能力、機(jī)械能力等方面的極限。

Lindsay Mann：客戶需要一站式供應(yīng)商，需要合作伙伴為所有個(gè)性化部件設(shè)計(jì)提供定制化組裝和封裝，滿足全方位的制造設(shè)計(jì)服務(wù)。隨著原始設(shè)備制造商不斷優(yōu)化整合供應(yīng)商清單，他們需要確保入圍的專業(yè)注塑機(jī)廠商能夠幫助實(shí)現(xiàn)最復(fù)雜/微型的設(shè)計(jì)，同時(shí)支持即時(shí)和大批量生產(chǎn)需求。

Gary Hulecki：運(yùn)用機(jī)器人、高級(jí)視覺(jué)系統(tǒng)和軟件能夠節(jié)省合同制造商的時(shí)間和成本，同時(shí)為客戶提供精確且復(fù)雜的組裝或封裝解決方案。

Barbella：客戶對(duì)微注塑機(jī)產(chǎn)品有哪些要求或期望？這些要求/期望在最近幾年有變化嗎？

Jared Cicio：對(duì)更小尺寸和毛邊公差的注塑機(jī)件的需求持續(xù)高漲。雖然這對(duì)于任何微型注塑機(jī)件而言都是重要的性能，但更嚴(yán)格的公差促使我們?cè)谀＞咧圃臁⒉考⑺軝C(jī)甚至部件的固定、檢查和測(cè)量方式上繼續(xù)探索并創(chuàng)造新的工藝和流程。幾年前，我們通常會(huì)在圖紙上看到0.004”-0.005”左右的毛邊公差。而如今我們通常看到的是最大0.002”-0.003”的毛邊公差。這使得我們不得不以全新方式看待模具結(jié)構(gòu)和注塑機(jī)參數(shù)，因?yàn)槲覀兊哪＞咝枰哂小案鼑?yán)格”的構(gòu)造，打造具有“模型般”品質(zhì)的部件。對(duì)部件進(jìn)行CT掃描從而檢查其內(nèi)部特征或空隙也日益成為一種規(guī)范——這是一項(xiàng)廠內(nèi)服務(wù)，可獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和反饋。

Sherry Bekier：過(guò)去幾年里出現(xiàn)的需求包括降低成本、加快交貨周期以及更多的增值活動(dòng)。此外，新冠大流行還使醫(yī)療器械領(lǐng)域在資金投入/預(yù)算方面更加謹(jǐn)慎。同時(shí)，如何應(yīng)對(duì)意外的價(jià)格上漲和材料短缺對(duì)相關(guān)各方而言都是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。增值解決方案是保持競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵，這包括組裝工作、最終封裝以及為客戶管理其他外包服務(wù)。通過(guò)以上舉措，可為客戶的微型醫(yī)療器械制造帶來(lái)更簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的單一來(lái)源解決方案。二手注塑機(jī)回收

材料方面的進(jìn)步對(duì)微注塑機(jī)技術(shù)有什么影響？

Haney：材料研究仍然是改善微觀過(guò)程最重要的工具之一。在微觀層面上，材料的流動(dòng)性（在某些情況下）與“常規(guī)”非牛頓流體的流動(dòng)性完全不同。這些現(xiàn)象可能會(huì)引起二階及三階效應(yīng)，影響結(jié)晶度或?qū)е滦纬扇毕荨ｋS著微觀工業(yè)的發(fā)展和探索，我們能夠利用對(duì)這些趨勢(shì)的認(rèn)知將模式識(shí)別應(yīng)用到材料科學(xué)中。通過(guò)這個(gè)不斷增長(zhǎng)的微聚合物行為數(shù)據(jù)庫(kù)，我們可以預(yù)測(cè)之前的神秘現(xiàn)象，避免冗長(zhǎng)的時(shí)間浪費(fèi)以及昂貴的故障排除工作。

談?wù)勎⒆⑺軝C(jī)模具設(shè)計(jì)涉及的挑戰(zhàn)和復(fù)雜性

如何攻克這些挑戰(zhàn)？

Kyle Kolb：尺寸和空間限制通常是最大的挑戰(zhàn)。這些因素影響著從澆口、脫模、密封角到脫模斜度的所有因素。攻克這些挑戰(zhàn)的最好方法是制定一套非常徹底的面向制造設(shè)計(jì)流程，盡量每次都制作實(shí)體模具的拆分模型，從而盡可能真實(shí)地反映您所希望看到的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

為可制造性進(jìn)行的設(shè)計(jì)對(duì)微注塑機(jī)而言是至關(guān)重要的。它與傳統(tǒng)的面向制造設(shè)計(jì)有什么區(qū)別？

Kolb：由于澆口、脫模、密封角等因素，微注塑機(jī)的面向制造設(shè)計(jì)變得更為關(guān)鍵。在流程早期就需要審查這些重要細(xì)節(jié)。在宏注塑機(jī)方面，這點(diǎn)相對(duì)不那么關(guān)鍵，畢竟我們有若干替代方案，而微注塑機(jī)方面回旋的余地就非常有限。例如，微注塑機(jī)的澆口位置可能只有一個(gè)，而宏注塑機(jī)的澆口位置可能有三到四個(gè)。脫模及其他因素也存在這一現(xiàn)象。面向制造設(shè)計(jì)的正確與否決定了模具設(shè)計(jì)階段的難易程度。在面向制造設(shè)計(jì)的過(guò)程中，無(wú)論是半徑還是銳度，傾斜還是非傾斜或頂桿/分模線/澆口的位置，都應(yīng)將所有挑戰(zhàn)置于臺(tái)面上，這將有助于決定模具設(shè)計(jì)的方式。我們可能已經(jīng)設(shè)想過(guò)設(shè)計(jì)如何進(jìn)行，并可以假設(shè)一些讓步條件，但如果我們所設(shè)想的分模線穿過(guò)一個(gè)關(guān)鍵表面呢？我們必須對(duì)模具設(shè)計(jì)進(jìn)行適配，確保交付客戶的注塑機(jī)件符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)意圖。另一個(gè)我們必須注意的東西是外殼的縱橫比，因?yàn)樗c材料選擇息息相關(guān)。是否可以通過(guò)改變材料實(shí)現(xiàn)所需的幾何形狀，還是必須根據(jù)材料來(lái)改變幾何形狀？例如，聚醚醚酮的注塑機(jī)無(wú)法達(dá)到聚丙烯注塑機(jī)的長(zhǎng)度和細(xì)度。

Medtec一直以來(lái)注重創(chuàng)新產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)突破，鏈接核心零部件及技術(shù)廠家與觀眾，今年更聚焦于研發(fā)&制造展區(qū)，招展火熱進(jìn)行中，2022.8.31-9.2上海世博展覽館1&2號(hào)館開(kāi)展。滑至文末點(diǎn)擊“閱讀原文”報(bào)名參展 或 致電021-61577217了解更多參展詳情。

機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能是否在醫(yī)療設(shè)備微注塑機(jī)發(fā)揮重要作用？有哪些重要作用？

Hulecki：人工智能可應(yīng)用于機(jī)器人，有助于減少移動(dòng)量并進(jìn)行自我糾正，從而提高吞吐量并防止停機(jī)。

Haney：我的觀點(diǎn)是，當(dāng)前在微注塑機(jī)中對(duì)人工智能系統(tǒng)的應(yīng)用更多的是一種概念而不是出于實(shí)用性。從視覺(jué)系統(tǒng)的角度來(lái)看，相比宏注塑機(jī)而言，微注塑機(jī)領(lǐng)域的自動(dòng)化快速檢測(cè)更具挑戰(zhàn)。盡管快速自動(dòng)化視覺(jué)檢測(cè)可以通過(guò)“壓側(cè)”的方式進(jìn)行，但主要零件檢測(cè)細(xì)微而復(fù)雜的細(xì)節(jié)通常需要更強(qiáng)大的檢測(cè)方法（例如CT掃描），在注塑機(jī)微泡中運(yùn)用這些檢測(cè)方法頗具難度。此外，使用人工智能系統(tǒng)分析注塑機(jī)工藝參數(shù)極其困難。并不是說(shuō)不可能，但注塑機(jī)聚合物的流體動(dòng)力學(xué)、相變行為和固體力學(xué)行為對(duì)于特定類型和等級(jí)的材料來(lái)說(shuō)始終非常特殊。將人工智能系統(tǒng)應(yīng)用于在加壓聚合物流體中識(shí)別行為趨勢(shì)似乎是個(gè)進(jìn)展相對(duì)較小，卻非常值得期待的課題。

微注塑機(jī)件的尺寸有下限嗎？

Haney：我認(rèn)為注塑機(jī)件的尺寸沒(méi)有理論下限。然而，制造設(shè)備在避免材料退化、誘導(dǎo)可控應(yīng)力以及誘導(dǎo)流體進(jìn)入模腔方面的重復(fù)性能決定了尺寸在實(shí)際應(yīng)用中的下限。考慮到部件幾何形狀的復(fù)雜性、運(yùn)用的設(shè)備以及聚合物材料類型，這一下限可能存在巨大的差異。如果制造商掌握并控制某些塑料現(xiàn)象的特征，如剪切不平衡、剪切稀釋效應(yīng)和結(jié)晶，則可以進(jìn)一步提升材料能力的極限。這也是微注塑機(jī)科學(xué)研究為何如此重要的原因。

哪些醫(yī)學(xué)技術(shù)專業(yè)（心臟病學(xué)、可穿戴設(shè)備、矯形外科等）在微注塑機(jī)件生產(chǎn)中面臨最大的挑戰(zhàn)，原因又是什么？哪個(gè)專業(yè)有著最大的機(jī)遇？

Hulecki：神經(jīng)調(diào)節(jié)裝置微植入的二次注塑機(jī)成型。這些微小、高縱橫比的電極通常具有非常靈敏的電子元件和精細(xì)的導(dǎo)線，對(duì)“溫和”且不損壞裝置重要功能的二次注塑機(jī)成型提出了挑戰(zhàn)。

Mann：新型胰島素輸液器等糖尿病護(hù)理裝置需要配備盡可能微型的薄壁套管。微注塑機(jī)技術(shù)通過(guò)高精尖的注塑機(jī)設(shè)備為這些應(yīng)用場(chǎng)景提供了專屬解決方案，造就了超薄套管、高縱橫比等特性，同時(shí)也能提供將套管與中心或其他零件注塑機(jī)成一個(gè)單獨(dú)注塑機(jī)件的選項(xiàng)，從而無(wú)需膠粘或組裝，提升總體質(zhì)量和功能。這些應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)于微注塑機(jī)而言是頗具挑戰(zhàn)的，但通過(guò)專業(yè)設(shè)備和非常規(guī)的模具制造工藝，我們有能力成為生產(chǎn)此類零件的戰(zhàn)略合作伙伴。

哪些監(jiān)管要求/變化對(duì)醫(yī)學(xué)技術(shù)微注塑機(jī)產(chǎn)生了影響，它們是如何產(chǎn)生影響的？

Maggie Beauregard：歐盟《醫(yī)療器械法規(guī)》于2021年5月正式生效。無(wú)論是歐盟內(nèi)部公司，還是希望在歐盟地區(qū)銷售其醫(yī)療器械的公司，這些新的監(jiān)管要求都將繼續(xù)影響醫(yī)療器械世界生態(tài)。從生命周期可追溯性要求、更新過(guò)的上市后監(jiān)測(cè)報(bào)告要求、第三類及植入式設(shè)備的新標(biāo)簽要求甚至到設(shè)備分類方式的變化，新要求幾乎涵蓋了所有的器械法規(guī)，設(shè)備制造商將需要密切關(guān)注這些變化。

醫(yī)學(xué)技術(shù)微注塑機(jī)行業(yè)未來(lái)五年如何發(fā)展？

Hulecki：將有更輕、更強(qiáng)、更堅(jiān)固的新型聚合物應(yīng)用到醫(yī)療器械中，作為更經(jīng)濟(jì)有效且可重現(xiàn)的解決方案，替代金屬植入物。

Mann：微注塑機(jī)市場(chǎng)正持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)五年內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到15億美元左右。原先需要在醫(yī)生辦公室進(jìn)行的交付和測(cè)試工作轉(zhuǎn)換為可居家處理的工作，為此需要對(duì)現(xiàn)有和升級(jí)新技術(shù)進(jìn)行新穎的設(shè)計(jì)，使過(guò)程簡(jiǎn)化、可重復(fù)、輕松且可靠。二次注塑機(jī)成型傳感器/精密基底等復(fù)雜且更微型的塑料裝置通常是這些設(shè)備所需要用到的，且需要通過(guò)先進(jìn)的微注塑機(jī)技術(shù)制造。隨著微型化設(shè)備數(shù)字化進(jìn)程不斷推進(jìn)，我們將繼續(xù)推進(jìn)有關(guān)執(zhí)行重要數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)的電池、PCB和精密基底的注塑機(jī)工作。這些產(chǎn)品適用于多種市場(chǎng)和應(yīng)用場(chǎng)景。對(duì)這些基底的保護(hù)至關(guān)重要，微模壓封裝是一項(xiàng)切實(shí)有效的解決方案。

Cicio：很難預(yù)測(cè)行業(yè)未來(lái)五年可能的發(fā)展，但可以肯定地說(shuō)，客戶對(duì)于嚴(yán)格公差的期望值將越來(lái)越高，這也將繼續(xù)推動(dòng)MTD等制造商在模具制造和注塑機(jī)工藝方面不斷鉆研。如今的客戶正將可以提供全面服務(wù)的合同制造商作為優(yōu)先選擇，未來(lái)更多客戶也將尋求這種從注塑機(jī)成型到最終包裝的一站式服務(wù)。