我们如何优化即用型（RTU）卡式瓶巢盒设计｜斯蒂瓦那托集团

随着多用途灌装与封装生产线的使用日益普及，预灌装卡式瓶包装系统（巢架）的尺寸控制变得更加重要，既能优化药品生产工艺流程，又可减少浪费。 

斯蒂瓦那托集团多年来积累了深厚的巢架设计经验，能够为客户的新项目提供专业支持。 

机遇 

即用型卡式瓶需经过高效、快速且环保的蒸汽灭菌处理，从而对巢架产生热应力影响。塑料材料温度升至临界点后，其特性将发生永久性改变。优化这一自然现象对满足ISO 11040-7标准的尺寸控制要求至关重要，可避免玻璃容器处理问题及潜在破损风险。 

方法 

斯蒂瓦那托集团与Crux合作开展深入研究，开发出结合流体动力学与热力分析的数值模拟模型，用于预测蒸汽灭菌产生的影响。旨在优化巢架生产工艺参数，揭示何种设计能实现最佳性能。 

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图：用于材料温度特性表征的测量仪器。 

通过综合运用材料表征、数据分析和模拟技术，量化注塑成型温度与冷却时长等关键工艺控制参数的相对影响。将Moldflow模拟与有限元分析建模相结合，探究塑料在冷却过程中的行为特性。 

该模型经过验证，确保数值结果可靠，且能准确预测实验观测现象。模型验证完成后，该方法应用于多款蒸汽灭菌巢架，确保产品生命周期内的最佳性能，优化巢架生产工艺参数，并筛选出性能最优的设计方案。 

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图：CT扫描显示高应力区域（红色标识为最大应力区）。 

结果 

该研究使斯蒂瓦那托集团能够在优化聚合物用量的同时最大限度提高性能，从而提升可持续性。 

模拟结果中呈现的性能与巢架的实际测量结果完全吻合。无需制作多个测试模具，即可快速确定能最大限度减少材料更换次数的巢架最优设计方案。同时，还可调整工艺参数以确保获得最佳性能。 

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图：巢架图像显示流线分布（左）与数值模拟结果（右）。高应力区域（深蓝色）与流线走向一致。 

结论

• 数值模型的稳健验证确保了模拟的可靠性——该方法可轻松应用于不同设计与材料。
• 斯蒂瓦那托集团可为每个新型巢架开发项目提供此类模拟服务，确保快速评估新设计与材料，从而为产品快速开发提供一次成型解决方案。
• 数值模拟技术支持对不同巢架几何结构的性能进行对比分析。

conclusion

图：两种不同巢架配置方案的对比。俯视图显示巢架中平面的温度场。底部为侧视图。左侧为最优配置方案。数值模拟无需开模即可确定最优配置方案。 

因此，斯蒂瓦那托集团的解决方案具备双重优势： 

作者：
Chiara Mussoi，卡式瓶平台产品经理

本文源自Marco Longhin（药物密封解决方案项目经理）在2023年4月PDA注射用药包装大会上的演讲内容。

图：由Crux提供。