圖片來源：Medical Plastics News
世上沒有完美的粘合劑，要想選擇合適的材料，在設計階段就要考慮仔細。設計工程師會權衡功能性、可加工性和商業因素，力求取得性能和生產效率之間的平衡。
粘合劑是醫療器械中常用的粘接方式，因為它們可以分散載荷或應力，消除接頭疲勞，提高抗沖擊性，同時還能提供良好的美觀性。想要實現理想的粘接工藝，設計團隊需要謹慎選擇粘接方法和材料，包括接頭設計、表面處理、質量控制、涂布和固化等。
一、基材選擇
選擇可粘接的基材非常重要，成功粘接有賴基材和粘合劑的表面能。為實現潤濕，粘合劑的表面能必須低于基材。然而，許多醫用塑料（如PEEBAX和PEEK）表面能較低，如果這些材料在組裝設計中不可或缺，就要對基材進行必要的表面處理，或專門為其設計粘合劑配方。
如果每種基材的熱膨脹系數 (CTE) 不同，則粘合劑可能需要保持一定的韌性或柔性來承受不同程度熱膨脹，否則會對膠層產生顯著的應力。
二、膠層設計
膠層需要預留粘合劑空間，否則在零件組裝時，如果所有粘合劑都被擠出，將無法進行粘合。根據經驗，比較好的做法是留出0.100到0.125毫米的膠層間隙。膠層厚度應在整個粘接區域內盡可能保持一致；膠層厚度變化會影響粘接強度和耐久性。當然，如果無法做到這一點，也可選擇多種不同粘度的粘合劑，包括用于滲透的低粘度粘合劑和用于填充間隙的高粘度粘合劑。
只有紫外線能夠照射到膠層時，才能使用光固化粘合劑。如果膠層不外露，設計師可以考慮使用透光性基材。光固化材料具有易處理和快速“按需”固化的優勢，大幅提升了生產效益，減少了勞動力、空間和能源需求，確保粘結過程易于自動化、控制和驗證。
三、環境因素
除粘合劑和基材之間成功粘接之外，還要考慮后續使用環境的影響。這包括產品在其使用壽命期間所暴露的溫度、溶劑、化學品、天氣、應力和振動環境。
大多數醫療產品在組裝后必須經受滅菌工藝，即使用EtO（環氧乙烷）或電子束或伽馬輻射進行滅菌。一些器械，如手術工具，可能需要經受多輪高壓滅菌循環，這對粘合接頭而言是一項更具沖擊性的過程。能否耐受相關滅菌方法是選擇產品的一項關鍵因素。
四、加工時間
除了選擇材料以在產品的整個使用壽命期有效粘合基材外，設計工程師還必須充分考慮生產需求和生產效率。
與機械緊固件相比，粘合劑可能會延長生產過程——畢竟制造商可能需要等待它們固化后才能進入下一階段。因此，需要選擇固化時間與產能相一致的粘合劑；紫外光固化或氰基丙烯酸酯粘合劑幾乎可以即時固化，并且可以減少在制品數量或緩解生產瓶頸。
五、總結
我們強烈建議，在粘合強度或環境耐性上不必苛求。世上沒有完美的粘合劑，每種粘合劑總會有缺點。在技術要求上過于挑剔可能會錯過同樣適合于組裝過程，但成本更低、更易于提升產能的粘合劑。
通常情況下，每個零件的粘接成本會高于每個零件所需的粘合劑成本。因此，只關注材料成本而不綜合考慮整體工藝成本往往并不明智。
