復(fù)合材料的制造成本可分為四類:材料、加工、組裝和檢查。
醫(yī)療產(chǎn)品的材料產(chǎn)品通常較高。這主要?dú)w結(jié)于纖維的高成本,特別是在使用高模量彈纖維的情況下。聚合物基質(zhì)的成本差異較大,具體取決于復(fù)合特定醫(yī)療應(yīng)用要求的聚合物的特性(參見表1)。
表1:醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)合材料中使用的兩種聚合物基質(zhì)的相關(guān)成本和特性
加工成本的差異也很大。某一特定過程的成本取決于部件設(shè)計(jì)(體積和復(fù)雜性)、生產(chǎn)量及工藝。降低加工成本的策略包括縮短熱固性復(fù)合材料的聚合物固化周期或提高熱塑性復(fù)合材料成型前后的加熱或冷卻速率,以及勞動(dòng)密集型流程的自動(dòng)化。
流程自動(dòng)化還可以通過減少質(zhì)量差異來降低檢查成本。
可以通過部件的重新設(shè)計(jì),將數(shù)個(gè)組件集成起來,大幅降低甚至消除組裝成本。這是諸如注塑、壓塑和樹脂傳遞模塑等過程取得成功的關(guān)鍵,形狀復(fù)雜的部件可以一次成型。表2概述了過程、纖維類型和纖維長度對成品部件的形狀復(fù)雜程度、硬度和射線透射性的影響。
風(fēng)險(xiǎn)因素
評估完優(yōu)勢和成本,并證實(shí)了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性后,復(fù)合材料的實(shí)際和利潤落實(shí)就可以想象了。但采用特定的復(fù)合材料制造技術(shù)將某種特定的復(fù)合材料整合至理想的醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域還必須考慮一個(gè)更為關(guān)鍵的參數(shù):風(fēng)險(xiǎn)因素。
表2:材料和過程選擇標(biāo)準(zhǔn)
必須確定、了解、評估并管理好一項(xiàng)新技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn),特別是公共健康方面的風(fēng)險(xiǎn)。改善產(chǎn)品性能和質(zhì)量保證有助于最大程度的降低風(fēng)險(xiǎn),但成本高昂。因此優(yōu)點(diǎn)、成本和風(fēng)險(xiǎn)都是息息相關(guān)的,都必須考慮到,不僅需要從技術(shù)角度(機(jī)械性能、細(xì)胞毒性、耐久性和可靠性、處理等),還需要從戰(zhàn)略角度(加工技巧、供應(yīng)鏈管理、市場競爭力等)加以考慮。因此,將復(fù)合材料應(yīng)用于一個(gè)新領(lǐng)域?qū)⒚媾R各種問題。復(fù)合材料制造公司的專家的建議是復(fù)合材料成功應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)的關(guān)鍵。