Spazzolini elettrici combinano elettronica compatta con un meccanismo di spazzolamento progettato con cura. La pubblicità vintage del Broxodent riportata di seguito mostra un primo design con cavo—un utile punto di partenza per esplorare come sono costruiti gli spazzolini elettrici di oggi.
Il Broxodent mostrato qui utilizzava un cavo di alimentazione. I moderni design ricaricabili collocano la batteria, il motore e l'elettronica di controllo all'interno dell'impugnatura, offrendo agli utenti maggiore libertà di movimento. Il processo produttivo riunisce questi componenti in un prodotto compatto e confortevole.
Come funziona la pulizia di uno spazzolino sonico?
Uno spazzolino elettrico sonico utilizza il rapido movimento meccanico della testina. Il suo nome non significa che pulisca con gli ultrasuoni. Il drive trasmette il movimento attraverso un albero per muovere le setole con una piccola ampiezza; la direzione e lo schema di movimento dipendono dal design.
Il contatto delle setole rimuove la placca dalla superficie del dente, mentre il rapido movimento della testina sposta anche il liquido circostante. La dimostrazione seguente mostra questo movimento del fluido attorno a un modello di dente. Illustra il meccanismo anziché misurare le prestazioni di pulizia nel cavo orale.
Tenendo presente il meccanismo di base, vediamo come uno spazzolino elettrico viene progettato, prodotto e assemblato.
Progettazione complessiva
La progettazione parte dalla forma dell'impugnatura, dalla selezione dei materiali, dai colori e dalle funzioni previste. Gli ingegneri pianificano anche la disposizione del motore, del circuito stampato, della batteria e, ove utilizzata, della bobina di ricarica. Il design completo deve bilanciare comfort, aspetto, portabilità, accessibilità per l'assemblaggio e facilità d'uso.
Alloggiamento stampato a iniezione
L'ABS è una delle plastiche utilizzate per gli alloggiamenti degli spazzolini e i supporti interni; il materiale dipende dal design del prodotto. Nello stampaggio a iniezione, i granuli di plastica vengono fusi e iniettati in uno stampo. Il pezzo si raffredda e si solidifica prima di essere rimosso per la successiva finitura e assemblaggio.
Prima dell'assemblaggio, l'interno dell'alloggiamento viene pulito e ispezionato per verificare l'assenza di residui indesiderati. L'illustrazione seguente mostra una possibile configurazione di ispezione basata su telecamera, con una vista ingrandita dell'interno dell'alloggiamento.
Mantenere pulito l'alloggiamento aiuta a prevenire che particelle sciolte interferiscano con i componenti o le superfici di tenuta. Un assemblaggio pulito e una guarnizione ben progettata contribuiscono entrambi a un prodotto finito affidabile.
Drive sonici e motori. Un spazzolino sonico’Le corse al minuto pubblicizzate non devono essere confuse con i giri al minuto del motore. Ad esempio, 31.000 corse al minuto è una specifica del movimento della testina utilizzata per alcuni modelli, non una velocità universale del motore. La costruzione del drive e la frequenza operativa variano da prodotto a prodotto.
Il confronto seguente mostra due diverse costruzioni del drive: un gruppo drive più grande a sinistra e un motore compatto a massa eccentrica a destra. Un motore eccentrico genera vibrazione attraverso una massa rotante sbilanciata. Un drive sonico dedicato è progettato per trasferire un movimento controllato alla testina. L'aspetto del solo motore non determina le prestazioni di pulizia dello spazzolino finito.
La dimostrazione seguente mostra un cucchiaio di metallo attratto dall'alloggiamento del drive. Questo dimostra l'attrazione magnetica; non dimostra un rotore sospeso senza attrito né misura le prestazioni di pulizia.
In un drive sonico elettromagnetico, una corrente elettrica controllata produce un campo magnetico variabile che muove un gruppo meccanico supportato. L'albero trasferisce tale movimento alla testina. L'esatta disposizione di bobina, magnete e supporto dipende dal design. Il termine “levitazione magnetica” non deve essere interpretato nel senso che ogni spazzolino sonico contenga un rotore liberamente flottante.
Controllo e alimentazione. I produttori di spazzolini elettrici utilizzano un gruppo circuito stampato per gestire il drive e altre funzioni. Il firmware memorizzato nel controller imposta il comportamento operativo, che può includere impostazioni di intensità, un timer di spazzolamento e promemoria per passare a un'altra area. Una batteria ricaricabile fornisce l'alimentazione. I design con ricarica induttiva richiedono anche una bobina ricevente e la relativa circuiteria di ricarica.
Assemblaggio e tenuta. Il motore, il circuito stampato e la batteria sono fissati a un supporto interno, quindi inseriti nell'impugnatura. Le guarnizioni e le altre parti dell'involucro vengono installate secondo il design di assemblaggio del prodotto.
I giunti dell'alloggiamento, l'apertura per l'albero, i pulsanti e l'interfaccia di ricarica necessitano tutti di una guarnizione adeguata. L'illustrazione seguente mostra una configurazione di assemblaggio. Una base monopezzo da sola non garantisce la tenuta all'acqua; l'involucro finito deve essere testato in base ai requisiti di resistenza all'acqua specificati per il prodotto.
Per gli acquirenti OEM, utili controlli di qualità includono l'integrità delle guarnizioni, le condizioni della batteria, la coerenza dell'assemblaggio e i registri dei test di prodotto del fornitore. Questi controlli forniscono una base più solida per valutare l'affidabilità rispetto all'aspetto o al prezzo da soli.
Materiali della testina e sicurezza del contatto orale
Anche il corpo della testina è comunemente stampato a iniezione, ma il suo materiale viene selezionato in base al design previsto e al contatto con la bocca. “Food-grade” non significa che una plastica sia commestibile o che ogni testina utilizzi ABS. La selezione dei materiali e i relativi test di sicurezza dovrebbero riflettere l'uso previsto e il mercato di destinazione del prodotto finito.
Impiantatura delle setole
Le prestazioni della testina dipendono dai filamenti, dalla loro disposizione e da quanto saldamente sono trattenuti. Materiali come nylon e PBT sono utilizzati in design diversi. Nel processo di impiantatura con ancora illustrato di seguito, un fascio di filamenti viene piegato e inserito in un foro predisposto nel corpo della testina.
Fissaggio dei ciuffi di setole
Nell'impiantatura con ancora, una piccola ancora tiene in posizione il fascio di filamenti piegato. I metodi senza ancora utilizzano un processo di fissaggio diverso ed evitano questa ancora metallica. Il metodo selezionato deve garantire un fissaggio sicuro dei ciuffi; nessuno dei due metodi da solo determina la qualità della testina finita.
Rifilatura delle setole
Dopo l'impiantatura, le setole vengono rifilate alla lunghezza e al profilo specificati. L'illustrazione seguente mostra una lama che taglia i fasci di setole per dare loro la forma.
Per i filamenti progettati con estremità arrotondate, le punte tagliate vengono lucidate per ridurre i bordi taglienti. I filamenti a punta affusolata hanno una geometria della punta diversa e richiedono criteri propri di finitura e ispezione.
La foto sottostante mostra una testina di spazzolino esaminata sotto ingrandimento. L'illuminazione e la messa a fuoco sono regolate in modo che le estremità dei filamenti possano essere ispezionate chiaramente.
L'immagine ingrandita sullo schermo aiuta l'ispettore a esaminare le singole estremità dei filamenti e a confrontarle con i criteri di accettazione approvati. Il solo contorno di un ciuffo intero non può stabilire se ogni estremità dei filamenti è correttamente rifinita.
Le setole si usurano con l'uso, pertanto i produttori di spazzolini da denti elettrici forniscono istruzioni per la sostituzione e la cura delle testine. Una raccomandazione comune è sostituire la testina ogni tre o quattro mesi circa, o prima se le setole risultano sfilacciate. Seguire le istruzioni di cura del prodotto nella scelta di una testina di ricambio.
Scelta delle setole e della geometria della testina
Scegliere setole morbide e una dimensione della testina che consenta di raggiungere comodamente tutte le superfici dentali, compresi i denti posteriori. La sola forma della punta non determina la qualità della pulizia o l'idoneità per gengive sensibili. La rigidità dei filamenti, la geometria della testina e la pressione di spazzolamento sono tutti fattori rilevanti.
Per i viaggi, verificare se il prodotto include una custodia protettiva e se il sistema di ricarica è adatto al viaggio. Conservazione, ricarica e disinfezione sono funzioni separate; lo spazzolino illustrato di seguito non mostra una custodia di ricarica o disinfezione.
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