Silikon giysilerin konforundan ödün vermeden gaz geçirgenliği ve cilt yapışması arasında nasıl denge kurabilirim?

Elektronik aksam çalışsa bile, giyilebilir cihazlar gerçek dünyada cilt ısındığında, ıslandığında ve tahriş olduğunda başarısız oluyor. Malzeme seçimi çok geç yapıldığı için iyi tasarımların kullanıcı güvenini kaybettiğini gördüm.

Nefes alabilirlik ve yapışkanlık arasında denge kurmak için, öncelikle cilt mikro ikliminden yola çıkıyorum, ardından gaz ve nem transferini kontrol eden bir silikon sistemi seçiyorum ve bunu ter, yağ ve tekrarlanan kullanıma dayanabilen bir yapışma stratejisiyle eşleştiriyorum.

Eskiden sadece yapışma gücünü değiştirerek konforu "düzeltebileceğimi" düşünürdüm. Sonra konforun bir sistem sorunu olduğunu öğrendim. Ciltte başlar, silikondan geçer ve en sonunda arayüzde sona erer.

Cilt mikroiklimi nedir ve bir giyilebilir cihazın "nefes alabilir" olup olmadığını neden belirler?

Cilt canlı ve sürekli değiştiği için, giyilebilir cihazların altında sıcak noktalar ve ter birikir. Yüzey kapalıysa, hapsolmuş ısı ve nem hızla yukarı çıkabilir. Ardından kullanıcı kaşıntı, kayma ve hatta ağrı hisseder. Bazı kullanıcıların cihazı suçladığını gördüm, ancak gerçek sorun mikro iklimdi.

Cilt mikroiklimi, cihaz ile cilt arasında hapsolmuş ince bir ısı, nem ve cilt yağı tabakasıdır ve konforu, kaymayı ve tahrişi kontrol eder.

Mikroiklimde ilk baktığım şey

Giyilebilir bir teknoloji konseptini incelerken, kimyaya geçmeden önce basit sorular sorarım.

• Nerede takılıyor ve o bölge ne kadar terliyor?
• Saç telleri, hareket veya eğilme gibi unsurlar nemin içeri ve dışarı pompalanmasına neden oluyor mu?
• Cihaz 1 saat, 8 saat veya tüm gün ve gece boyunca mı takılıyor?
• Cihazın dışarıdan su geçirmez hale getirilmesi gerekiyor mu?

Riskleri erken aşamada belirlemenin basit bir yolu.

Ekibin uzun bir toplantı yapmadan avantaj ve dezavantajları görebilmesi için genellikle hızlı bir matris kullanıyorum.

Risk yüksekse, "daha güçlü yapıştırıcı" ile başlamam. Taşıma, yumuşaklık ve arayüz tasarımıyla başlarım. O zaman yapışmayı kontrol etmek daha kolay hale gelir.

Giyilebilir cihazlarda hangi silikon formülasyon seçenekleri gaz geçirgenliğini değiştirir?

Birçok insan silikonun her zaman nefes alabilir olduğunu düşünür. Bu pratikte doğru değildir. Silikon, birçok plastiğe kıyasla iyi bir gaz geçirgenliğine sahiptir, ancak gerçek sonuç, tam formülasyona ve kalınlığa bağlıdır. Parça kalınsa, yine de sızdırmaz gibi hissedilebilir. Formülasyon dolgu maddeleriyle doluysa, geçirgenlik düşebilir. Yüzey işlenmiş veya kaplanmışsa, taşıma sırasında da değişiklikler olabilir.

Silikondaki gaz geçirgenliği, polimer yapısı, dolgu maddesi miktarı, çapraz bağ yoğunluğu ve kalınlık tarafından kontrol edilir; bu nedenle formülasyon ve geometri birlikte seçilmelidir.

Bir baz silikon sistemi seçerken karşılaştırdığım şeyler

Genellikle adayları kısa bir liste üzerinden karşılaştırırım. Tasarım, malzeme ve kalite kontrol alanlarında kullanılabilmesi için dili basit tutarım.

Kullandığım pratik bir kural

Eğer giyilebilir cihaz uzun saatler boyunca takılmak zorundaysa, mümkün olan yerlerde daha ince bir silikon katman tercih ederim, ancak bunu yapısal destekle tamamlarım. Tüm parçayı kalınlaştırmaktansa, tasarım nervürleri ve akıllı geometri kullanmayı tercih ederim. Kalınlık, nefes alabilirliği öldürmenin en hızlı yoludur.

Giyilebilir cihazlar için hangi yapıştırma sistemini seçmeliyim?

Giyilebilir teknolojiler geliştiren ekiplerin çoğunun takıldığı nokta yapışma sorunudur. Güçlü bir yapışma isterler, ancak aynı zamanda kolayca çıkarılabilmelerini de isterler. Terde de çalışmasını isterler, ancak aynı zamanda düşük tahriş edici olmasını da isterler. Bunlar gerçek çelişkilerdir, bu yüzden tek bir mükemmel çözümün olduğunu iddia etmiyorum.

Yapışma sistemini kullanım süresi, çıkarma sıklığı ve cilt hassasiyetine göre seçiyorum, ardından sadece daha yüksek yapışma gücü peşinde koşmak yerine terleme ve harekete karşı soyulma ve kayma performansını ayarlıyorum.

Seçenek 1: Tıbbi basınca duyarlı yapıştırıcı (PSA)

Tıbbi kamu spotları, doğru tasarlandıkları takdirde güvenilir ve öngörülebilir olabilir.

• En uygun kullanım alanları: tek kullanımlık bantlar, uzun süreli kullanım, kontrollü çıkarma
• Beğendiğim özellikler: istikrarlı performans, bilinen test yöntemleri, tedarik zincirinin olgunluğu.
• Risk: Peeling çok yüksek dozda yapılırsa ciltte soyulma, sistem uyumlu değilse kalıntı oluşması.

Seçenek 2: Bağlanmayı iyileştirmek için yüzey işlemi

Yüzey işlemi, silikonun başka bir katmana yapışması gerektiğinde veya bir kaplamanın yapışması gerektiğinde yardımcı olabilir.

• En uygun kullanım alanları: silikonun filmlere yapıştırılması, kaplama yapışmasının iyileştirilmesi, proses kontrolü.
• Beğendiğim yönü: silikonun kütlesini değiştirmeden yapışma gücünü artırabiliyor.
• Risk: tedavi sırasında yaşlanma, düzensiz tedavi ve hata ayıklaması zor saha arızaları

Seçenek 3: Yeniden kullanılabilir yapıştırıcı veya "yeniden yapıştırma" sistemleri

Yeniden kullanılabilir raptiyeler tüketici giyilebilir cihazları için cazip görünüyor, ancak dürüst bir şekilde test edilmesi gerekiyor.

• En uygun kullanım alanı: Sık sık çıkarılıp takılması gereken cihazlar
• Beğendiğim şey: Çalıştığı zaman kullanıcı dostu davranışı.
• Risk: ter ve cilt yağı bulaşması, yapışkanlığın hızla azalması ve "kirli his"“

Kullandığım basit bir karar tablosu.

Ayrıca kendime "güçlü" olmanın her zaman iyi olmadığını da hatırlatıyorum. Güçlü olmak cilt hasarı anlamına da gelebilir. Ben istikrarlı, tahmin edilebilir bir temizleme hedefliyorum. Bu da genellikle kullanıcı güvenini kazanıyor.

Ter ve cilt yağı zamanla silikonu ve yapışma özelliğini nasıl değiştirir?

Ter, su ve tuzların karışımıdır. Cilt yağı ise lipidlerin bir karışımıdır. Birlikte sürtünmeyi değiştirebilir, bazı katmanları yumuşatabilir ve yapışmayı azaltabilirler. Silikonun kendisi kimyasal olarak kararlı olsa bile, arayüz yine de bozulabilir. Bir giyilebilir cihazın kuru bir laboratuvar testini geçtiğini, ancak gerçek kullanımda arayüzün kayganlaşması nedeniyle hızla bozulduğunu gördüm.

Ter ve cilt yağı, sürtünmeyi değiştirerek ve yapıştırıcıları kirleterek esas olarak arayüze zarar verir; bu nedenle testlerimi yalnızca kuru koşullar yerine gerçekçi nem, tuz ve yağ maruziyeti koşulları altında gerçekleştiriyorum.

Hangi arıza modlarına dikkat ediyorum?

• Merkez teması iyi görünse bile, terleme sonrasında kenar kalkması meydana geliyor.
• Cilt yüzeyinin kayganlaşması nedeniyle hareket sırasında kayma meydana gelir.
• Nemli ortamda bekledikten sonra yapıştırıcının "beyazlaması" veya yumuşaması
• Bölgenin sürekli nemli ve sıcak kalması nedeniyle koku oluşumu.

Bu riskleri sadece kimya ile değil, tasarım yoluyla nasıl azaltıyorum?

• Kenarları yuvarlaklaştırıp kenar kalınlığını kontrol ederek soyma kuvvetlerinin düşük kalmasını sağlıyorum.
• Eğilme sırasında gerilimi yoğunlaştıran keskin köşelerden kaçınıyorum.
• Ürüne uygun olduğunda havalandırma yolları ve mikro doku planlaması yapıyorum.
• Yükün eşit olarak paylaşılabilmesi için temas alanını yeterince geniş tutuyorum.

Bu adımları uyguladığımda, yapıştırıcı seçimi daha az uç noktalara kayıyor. Çok yüksek yapışma gücü aramama gerek kalmıyor, bu nedenle tahriş riski azalıyor.

Uzun süreli kullanımda konfor sağlayacak şekilde nasıl tasarım yaparım ve hangi insani faktörler en çok önem taşır?

Konfor sadece yumuşaklık anlamına gelmez. Konfor aynı zamanda ısı hissi, nem hissi ve cihazın vücutla birlikte hareket etme şeklidir. Bunu, "duygusal" gibi görünen ancak aslında fiziksel olan kullanıcı geri bildirimlerinden öğrendim. İnsanlar giyilebilir cihazın "boğucu" veya "sıkı" hissettirdiğini söylüyorlardı. Bu genellikle cihazın ısıyı hapsettiği veya hareket sırasında cildi gerdiği anlamına geliyordu.

Uzun süreli kullanımda konfor, ısı ve nem yönetimine, hareket sırasında cilt üzerindeki düşük strese ve basınç noktalarını önleyen bir geometriye bağlıdır; bu nedenle silikon parçayı insan faktörleri bileşeni olarak ele alıyorum.

Yürüttüğüm insan faktörleri kontrolleri

• Basınç haritalaması: Kenarlara yakın küçük yüksek basınç bölgelerini arıyorum.
• Hareket kontrolü: Cihazı gerçek kullanım konumunda büküp çeviriyorum.
• Çıkarma davranışı: Ben nasıl çıkardığımı değil, kullanıcıların nasıl çıkardığını izliyorum.
• Ciltte oluşan izlerin kontrolü: 30 dakika sonra ve daha uzun süre kullandıktan sonra kızarıklıkları kontrol ediyorum.

Konfor tasarımı alışkanlıklarım

Giyilebilir cihazın vücut hareketine uygun şekilde esnek olmasını sağlamaya çalışıyorum. Ayrıca sertlik gradyanlarını da azaltıyorum. Bir bölge sert, diğeri yumuşaksa, cilt sınırda gerilim hisseder. Ayrıca, conta görevi gören kalın "dudaklar"dan da kaçınıyorum. Eğer conta gerekiyorsa, bunu tüm bölgeye değil, hedef bölgelere uyguluyorum.

Giyilebilir silikon tasarımlar için nefes alabilirlik ve yapışma özelliklerini en iyi şekilde kanıtlayan doğrulama yöntemleri hangileridir?

Ürün hedefi gerçek dünya koşullarında aşınma ise, test planı da gerçek dünya koşullarına uygun olmalıdır. Standart testleri kullanmaya devam ediyorum, ancak bununla yetinmiyorum. Malzeme verilerini kullanıcı sonuçlarına bağlayan bir test yığını oluşturuyorum. Bu, ekibe olası dezavantajları açıklamama ve sürprizlerden kaçınmama yardımcı oluyor.

Silikon giyilebilir cihazları, yama testi, nem altında soyulma ve kesme testleri ile sıcaklık ve ter maruziyetiyle esneme döngüsü gibi çeşitli yöntemlerle doğruluyorum, çünkü tek koşullu testler arayüz arızalarını gözden kaçırıyor.

1) Yama testi (cilt uyumluluğu)

Tahriş riskini kontrol etmek için yama testi kullanıyorum. Ayrıca tasarım varyantlarını karşılaştırmak için de kullanıyorum. Küçük geometrik değişiklikler bile kızarıklığı değiştirebilir. Zamanı, yeri ve çıkarma yöntemini kaydediyorum.

2) Soyma dayanıklılığı ve tekrarlanan çıkarma

Soyulma dayanıklılığı tek bir sayıdan ibaret değil. Nemli ortamda beklettikten ve terlemeye maruz kaldıktan sonra ölçüyorum. Ürün tekrar kullanılabilir ise, tekrarlanan uygulama-çıkarma döngülerinden sonra da ölçüyorum. Sadece kuvveti değil, kalıntı miktarını ve kullanıcının hissettiği sonucu da kaydediyorum.

3) Esneme bisikleti ve hareket simülasyonu

Giyilebilir cihazlar esner. Beklenen kullanıma uygun esneme döngüleri uyguluyorum. Ayrıca silikonun yumuşaklığı ve yapışma özelliği ısıya bağlı olarak değişebileceğinden, sıcaklık ve nemde de döngü yapıyorum.

4) Sıcaklık ve nem stresi

Yüksek sıcaklık ve nemde depolama yaptıktan sonra yapışma özelliğini tekrar test ediyorum. Bunu yapmamın sebebi, bazı arayüz işlemleri ve yapıştırıcı katmanlarının zamanla değişebilmesidir. Yaşlanma, ürün sevk edilene kadar belirti vermeyebilir.

Beğendiğim temel bir doğrulama haritası

Çözüm

Gaz geçirgenliği ve cilt yapışmasını dengelemek için öncelikle cilt mikro iklimini esas alıyorum, ardından silikon ve geometriyi birlikte seçiyorum ve son olarak ter, ısı ve hareket altında arayüzü doğruluyorum.