貴重な医療機器を含む今日のウェアラブル デバイスの多くは、使用後に廃棄され、Branson の新しいはんだ除去技術貴重なコンポーネントをリサイクルして再利用する方法を提供します。
世界人口の増加と高齢化に伴い、ウェアラブルなフィットネスや健康状態のモニターから、治療や薬物送達用の軽量で使いやすいデバイスに至るまで、幅広い医療機器の需要も高まっています。 ウェアラブル デバイスには、スマートウォッチやフィットネス トラッカー、ウェアラブル血圧モニター、パルスオキシメーター、および生物学的センサーやウイルス検出センサーの使用が増加しています。 血糖検査装置やウェアラブル持続血糖モニター、エピネフリンおよびインスリンペン、埋め込み型インスリン注入装置などの検査および治療製品もあります。
ヘルスケアおよび医療機器の大量使用は、膨大な廃棄物の流れももたらし、製造業者、医療サービス提供者、および消費者にとって高価な廃棄処理の課題を引き起こしています。 これらのデバイスの多くには電力が供給されており、バッテリー、特殊回路、論理回路、貴金属、プラスチックなど、リサイクルして再利用できる貴重なコンポーネントが含まれています。 残念ながら、現在、この機器のうち回収、再利用、リサイクルされているものはほとんどありません。
図 1: エマソンの Branson 3G レーザー溶接装置は現在、医療機器のプラスチック溶接部の「はんだ除去」プロセスの一部として使用されており、これにより高価値部品のリサイクルと再処理が可能になり、医療機器の廃棄物が削減されます。
貴重なコンポーネントや材料をリサイクルして再利用するクローズドループのリサイクル方法は、デバイス メーカーに多大な利益をもたらす可能性があることは明らかです。 その結果、循環経済で使用するために設計された医療機器に大きな関心が集まっています。
一般的な「スマート」医療機器は、電源、電子機器、ディスプレイ、センサーなどのコンポーネントの組み合わせで構成され、コンパクトなウェアラブルまたはポータブルのプラスチック筐体にパッケージ化されています。 例としては、手に装着する腕時計やモニター、ハンドヘルドモニター、ペンダント上のセンサー、フィンガークリップオキシメーター、またはコンパクトな膨張/表示ユニットを備えた血圧計カフなどがあります。 超音波およびレーザー溶接技術は、耐久性のあるプラスチックを経済的かつ永続的に接着できるため、敏感なデバイスコンポーネントを保護するために不可欠です。
ただし、「永久」溶接は諸刃の剣になる可能性があります。 機器の一部が製造時の性能テストに合格しなかった場合、永久溶接 (超音波、レーザーなど) は破壊的な分解以外には除去できません。 その結果、メーカーが故障を分析し、その後の使用のために貴重な内部コンポーネントを回収することが困難になります。 したがって、実際的な観点から見ると、故障した装置とすべての貴重なコンポーネントはプロセススクラップとなり、メーカーにとっては損失となります。
図 2: エマソンの専門家は、Branson 3G レーザー溶接機と STTIr テクノロジーを利用した手動または完全自動操作のモバイルはんだ除去作業プラットフォームを開発しました。
循環経済に貢献し、廃棄物の流れを削減する医療機器を設計するために、機器メーカーはクローズドループリサイクルをより適切にサポートする製品設計と組立技術にますます重点を置いています。 このプロセスの最初の最も重要なステップは、既存のコンポーネントを効果的に再利用して、製造プロセスの無駄を削減および排除することです。
機器メーカーからの問い合わせに応え、エマソンの専門家は、医療機器やウェアラブルに一般的に使用されているプラスチックを安全かつ非破壊的に「はんだ除去」できるブランソンプラスチック溶接プロセスを開発しました。 現在商用試験中のこのプロセスは、エマソンが開発した特許取得済みのSTTIrレーザー溶接技術を利用しており、製品固有の分解ツールが組み込まれています。
この「はんだ除去」技術を使用して、デバイス メーカーはプラスチック製のデバイス ハウジングを開け、非破壊的な故障解析を可能にし、ワイヤレス送信機/受信機アセンブリなどの貴重な機能コンポーネントを回収することに成功しました。プリント基板新しいデバイスの組み立てに使用される (PCB)、電子アセンブリ、ディスプレイ、およびバッテリー。 廃棄されたデバイスから除去されたプラスチックも、再処理またはリサイクルに使用できます。
図 3: 貴重な医療機器を含む今日のウェアラブル機器の多くは、使用後に廃棄されています。 Branson の新しいはんだ除去技術は、貴重なコンポーネントをリサイクルして再利用する方法を提供します。
この新しいはんだ除去プロセスは、クローズドループ医療機器の再処理またはリサイクルを目指すメーカーにとって重要な第一歩となります。 これにより、歩留まりが最大化されるだけでなく、使用可能な部品や材料の利用率が向上し、製造プロセスに関連する廃棄物と廃棄コストが最小限に抑えられ、製造業者が廃棄物ゼロの分類に関する環境主張検証プログラム (ECVP) 規格である UL 2799A を満たすのに役立ちます。
このはんだ除去技術の生産上の直接的な利点は大きいかもしれませんが、近い将来、循環経済においてそのより大きな可能性が現れるかもしれません。 メーカーが大量の使用済み医療機器を分解して、価値の高いコンポーネントを回収して再利用できたらどうなるでしょうか?
透析ケア機器などのバイオハザードスクラップの場合、バイオハザードコンポーネントを分解、除去、分離し、通常機器の体積の 90% 以上を占める残りのコンポーネントを再処理してリサイクルする完璧な方法があったとしたらどうなるでしょうか?
これらのシナリオは両方とも、はんだ除去プロセスの無限の可能性を実証し、数百万のコンポーネントやデバイスの大規模なリサイクルと再処理への扉を開きます。 規制された医療廃棄物の処理コストはジェネリック製品の処理コストの 50-100 倍であるため、はんだ除去プロセスには廃棄物処理コストだけでも削減できる大きな可能性があります。
