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氧气呼吸硅胶面罩是怎么制作的?从原料到成品的6大关键工艺流程揭秘

时间:2026-01-21 10:34:41 点击:14次

在现代医疗救治中,氧气呼吸硅胶面罩是连接生命支持设备与患者的关键界面,应用于麻醉、ICU监护、家庭氧疗及无创呼吸机治疗。这类直接接触人体、关乎生命安全的产品,是如何从一堆原料变成我们手中柔软、密闭、安全的医疗器具的呢?其背后是一套极其严谨和精密的制造工艺。本文将带您走进工厂,一步步拆解医疗级液态硅胶(LSR)氧气面罩的核心制作流程

第一步:原料选择与预处理 —— 安全的基石

一切始于高标准的原料,用于氧气面罩的硅胶,必须是医疗级或生物相容性级液态硅胶(LSR)。

  1. 原料要求:这种LSR必须通过如USP Class VI、ISO 10993等严苛的生物相容性测试,确保无毒、无致敏、无细胞毒性。其纯度极高,挥发物含量极低,以避免在长期使用中释放有害物质。

  2. 预处理:LSR通常以两组分(A组分:硅胶基胶+催化剂;B组分:硅胶基胶+抑制剂)的形式储存和使用。在生产前,原料会在恒温条件下静置,确保其物理特性稳定,并通过自动供料系统精确输送到下一步。

第二步:精密模具设计与制造 —— 成型的核心

模具是面罩的“骨骼”,决定了产品的最终形状、精度和外观。

  1. 设计:基于人体工程学数据和人脸尺寸统计,使用CAD/CAM软件进行3D设计,确保面罩与面部轮廓贴合,压力分布均匀,减少压疮风险。同时要设计合理的注胶口、流道、排气槽和冷却系统。

  2. 制造:模具通常采用高硬度、高光洁度的模具钢(如瑞典S136等),通过精密数控加工(CNC)、电火花加工(EDM)等工艺制成。模腔表面往往需要达到镜面抛光级别,以确保面罩成型后内壁光滑,易于清洁,且不刺激皮肤。

硅胶氧气面罩.jpg

第三步:液态硅胶注射成型(LSR Injection Molding) —— 关键的成型工艺

这是将液态原料变为固态产品的核心环节,通常在全自动、洁净车间环境中进行。

  1. 计量与混合:A、B两组分通过精密的齿轮泵按1:1的比例精确计量,并进入静态混合器进行充分、均匀的混合,但混合时间必须极短,以延迟固化反应。

  2. 注射与保压:混合后的液态硅胶被注射入预热至特定温度(如150-200°C)的模具型腔内。在压力下充满所有细微结构(如密封边、接口螺纹)。

  3. 热硫化成型:高温模具使液态硅胶发生快速的加成硫化反应,在几十秒至一两分钟内固化成弹性体。这一过程无需二次硫化,效率高,无副产物。

  4. 开模与顶出:模具打开,由顶针系统将成型的面罩本体自动顶出。

第四步:后处理与二次加工 —— 细节的完善

刚出模的面罩还只是“毛坯”,需要进一步处理。

  1. 去飞边:去除注胶口和分型线处产生的微量多余胶料(飞边),通常通过冷冻去毛刺(低温脆化后抛刷)或人工精修完成。

  2. 清洗与涂层:使用医用级清洗剂进行清洗,去除脱模剂残留。部分高端面罩会在硅胶表面进行亲肤涂层处理(如水凝胶涂层),以提升佩戴舒适度,减少皮肤粘腻感和过敏风险。

  3. 组装:将硅胶面罩主体与其他部件组装,如:

    • 头带连接件:安装塑料或硅胶扣环。

    • 接口:安装标准的22mm/15mm呼吸管路接口(通常为硬质塑料或硅胶包覆件)。

    • 呼气阀/防窒息阀:安装关键的单项阀门部件。

第五步:严格的品质检测 —— 生命的把关

每一批次的面罩都必须经过多道严苛的检测,确保万无一失。

  1. 外观检验:检查有无缺料、气泡、杂质、污渍等缺陷。

  2. 尺寸检验:使用卡尺、投影仪等工具检测关键尺寸是否符合图纸要求。

  3. 功能性测试

    • 气密性测试:确保面罩在设定压力下无泄漏。

    • 呼气阀性能测试:验证阀门开闭压力及流量是否符合标准。

    • 死腔测试:测量面罩内部无效腔容积,确保其在安全范围内。

  4. 生物相容性验证:虽然原料已认证,但成品仍需按相关标准(如GB/T 16886/ISO 10993)进行部分项目的检测或提供完整的验证报告。

  5. 无菌处理(如需要):对于标明无菌提供的面罩,需经过环氧乙烷(EO)灭菌或伽马射线辐照灭菌,并检测无菌保证水平(SAL)。

液态硅胶制品包胶.jpg

第六步:包装与灭菌确认 —— 最后的屏障

合格的成品在洁净环境下进行包装。包装材料需能保持产品无菌状态并标注清晰信息,包括产品名称、规格、生产批号、有效期、灭菌方式等。

总结

一个看似简单的氧气呼吸硅胶面罩,其制作过程融合了高分子材料科学、精密模具工程、自动化控制和质量体系管理。从医疗级LSR原料的甄选,到微米级精度的模具加工,再到洁净环境下的自动化成型和堪比“实验室”的层层检测,每一步都彰显着对患者安全与生命健康的极致尊重。正是这份对工艺的坚守,才确保了这件小小的医疗产品,能在关键时刻成为可靠的生命通道。

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