Для изготовления медицинского оборудования (тонкостенные термоусадочные трубы) 

Специальные разделы:

Уменьшение размера устройства является одним из преимуществ усадочных труб и имеет широкий спектр применений.

Потребность в минимально инвазивной медицинской хирургии является основной движущей силой современной индустрии медицинского оборудования. Чем меньше, тем тоньше, тем лучше, особенно в катетерах, эндоскопах и других устройствах, вставленных в тело. Дизайнеры ищут новые способы уменьшить размер существующих устройств и разработать новые минимально инвазивные устройства. Индустрия также сталкивается с давлением, чтобы создать больше функций для устройств без увеличения размера. Тонкостенные термоусадочные трубы – это продукт, который может помочь дизайнерам удовлетворить эту потребность, уменьшив диаметр и улучшив производственный процесс. Преимущества использования этого типа трубопроводов включают:

1. Трубное соединение (трубопровод с переменной жесткостью)

2.Электрическая изоляция.

3. Упаковка и защитный слой.
4. Связанные компоненты.
5. Соединение трубопроводов и переходы.
6. Маркировка и печать.
7. Формирование кончиков катетеров.
8. Обручки для микрошлангов.
9. Защитное покрытие.

В этой статье сравниваются основные свойства термопластичных материалов, используемых для изготовления высококачественных медицинских усадочных труб, включая полиолефины, фторированные полимеры (PTFE), поливинилхлорид (ПВХ) и полиэфиры, особенно полиэтиленгликолевые эфиры (ПЭТ), и освещаются некоторые из более интересных применений для проектирования продуктов, особенно с использованием ПЭТ.

一、  Сравнение материалов

В таблице 1 сравниваются характеристики основных материалов, используемых для изготовления тонкостенных термоусадочных труб. Он в 10 – 100 раз тоньше, чем любая другая термоусадочная трубка, и более чем в 10 раз прочнее, чем любая другая термоусадочная трубка. ПЭТ может производить стенки труб от 00015 до 0004 дюймов, сохраняя при этом высокую периферическую прочность по сравнению с трубками PTFE размером более 0002 дюйма и полиолефинами и ПВХ размером более 0005 дюймов. Полиэфиры также обладают отличными свойствами изгибающей усталости и минимальной температурой усадки (185°F / 85°C) для обычных материалов, не беспокоясь о влиянии термического разложения на хрупкие субстраты.

Таблица 1: Сопоставление материалов, используемых для производства тонкостенных термоусадочных труб.

Несмотря на отличную смазку, одним из существенных недостатков PTFE является его очень высокая температура сжатия, около 315°C, что делает его непригодным для использования с пластиковыми катетерами и другими пластиковыми деталями. ПТФУ не может быть стерилизован с помощью гамма – лучей, что является препятствием на некоторых рынках, которые удаляются от эпоксиэтана. Стены не могут быть такими тонкими, как полиэфирные трубы, но все же сохраняют полезную прочность с высоким допуском на толщину стенок. Сжатые трубки PTFE обычно используются в качестве внутренней прокладки устройства, а также крышки металлических деталей и оборудования.

二、  Особенности термоусадочных труб PET

Ключевые свойства полиэфирных термоусадочных труб показаны в таблице 2. Скорость сужения полиэфирной трубки является функцией температуры: чем выше температура, тем выше скорость сужения. Температура сжатия ПЭТ составляет от 85°C до 190°C. Без ограничений трубопроводы будут сжиматься радиально и осево, достигая оптимальной общей производительности с минимальным сокращением (менее 15 – 20%). До тех пор, пока требуется очень высокая радиальная усадка (до 70%), можно потянуть трубу при нагревании. Потяните трубопровод, чтобы достичь очень высокого радиального сокращения, сохраняя при этом способность удерживать тонкие стенки.

Это уникальное полиэфирное волокно.

Таблица 2: Свойства термоусадочных труб из полиэфиров (ПЭТ).

三、  Применение термоусадочных труб

Применение 1: Соединение трубопроводов (трубопроводы с переменной жесткостью). Благодаря своей сверхтонкой стенке, полиэфирные термоусадочные трубки могут использоваться для увеличения твердости катетера без значительного увеличения размера устройства. Использование труб различной толщины вдоль длины трубопровода может обеспечить различную степень гибкости для улучшения управления устройством. Это быстрое и простое применение трубопровода устраняет необходимость соединения различных материалов или добавления плетеных материалов в секции трубопровода для достижения нескольких областей твердости. Например, термоусадочные трубки толщиной в 1 милю могут быть размещены в конце катетера, термоусадочные трубки толщиной в 1 / 2 мили – в середине, термоусадочные трубки толщиной в 1 / 4 мили – вблизи конца и не имеют термоусадочных труб на кончике. Это обеспечивает гибкость, необходимую для различной степени твердости и кончика по длине.

Применение 2: Электрическая изоляция. Почти каждый тип термоусадочных труб используется для электрической изоляции. Выбор материала обычно основан на температуре, диэлектрической прочности, стоимости и толщине стенки. Высокие диэлектрические и резистивные свойства делают полиэфирную термоусадочную трубку эффективным электроизоляционным материалом, размер которого практически не увеличивается из – за ее тонкой стенки. Например, его можно использовать на иглах для защиты поверхности кожи от ожогов во время электрической стимуляции, а также эффективно использовать для покрытия проводов на электронных элементах или изоляционных катетерах и других устройствах. Некоторые производители используют ПЭТ – трубки для электрической изоляции металлических осей вместо процесса покрытия. Применение полиэфиров значительно снижает вероятность того, что на поверхности покрытия иногда могут образовываться иглы.

Применение 3: Защитный слой, покрытие и склеивание. Полиэфирные термоусадочные трубки обычно используются для покрытия оси плетеных катетеров, пружинных колец, непрозрачных лент маркировки и других компонентов, требующих тонкого и прочного защитного слоя. Трубопровод позволяет плавный переход на острых краях и может быть запечатан для предотвращения утечки жидкости. Например, он помещается на вращающийся пружинный резак, чтобы предотвратить засорение катушки обломками и служить опорной поверхностью внутри устройства. Термоконденсаторы обеспечивают жидкостное уплотнение, но резак остается гибким. Различные композиции термоусадочных труб используются для различных применений высвобождения напряжений. Многие приложения требуют толстых и гибких материалов, в то время как другие требуют более тонких и жестких труб. Полиэфирные термоусадочные трубки могут использоваться для уменьшения деформации катетеров и других трубопроводов, чтобы предотвратить искажения. Вязанные катетеры, как правило, искажаются в конце ткани, но упаковка термоусадочными трубками обеспечивает быстрое и простое в применении укрепление и плавный переход на обеих поверхностях. Повторяемые и последовательные усадочные трубки снова становятся эффективной альтернативой покрытию, устраняя растворители и другие химические вещества и обеспечивая внутренне однородную поверхность.

Связывая различные компоненты (другие трубки, провода, оптическое волокно и т. Д.) в минимально возможное пространство с помощью усадочных труб, можно уменьшить размер эндоскопа и других устройств или добавить больше функций без увеличения общего размера прибора. Соединительные трубки в конце устройства также могут быть сделаны из тонкостенного полиэфира, чтобы сэкономить драгоценное пространство. Как правило, достаточно места может быть высвобождено, чтобы добавить еще один рабочий канал в эндоскоп или позволить дизайнеру уменьшить размер всего устройства.

Приложение 4: Соединение трубопроводов. Полиэфирные и фторполимерные термоусадочные трубки (обычно FEP) используются для сварки труб вместе. Как правило, трубы с различными характеристиками (жесткие и гибкие) соединяются вместе. Простой способ достижения этой цели – вставить металлический стержень в конец трубы, чтобы предотвратить их коллапс, соединить концы вместе, а затем сжать трубку в верхней части. Из – за низкой температуры усадки полиэфирных труб компоненты не деформируются во время первоначального применения, когда процесс усадки сжимает трубопровод и плотно закрепляет его во время плавления. Учитывая высокую температуру плавления полиэфира, высокотемпературная трубка, используемая на конце плавильной трубы, не расплавит усадочную трубку. После подключения трубы можно сохранить или отсоединить термоусадочную трубку, оставив сверхгладкую чистоту поверхности; Разрез в конце сужающейся трубки перед сокращением может помочь удалить. Поскольку труба прозрачна, оператор может видеть, когда трубка расплавляется. Способность контролировать этот процесс очень полезна при разработке и производстве продукта, поскольку она позволяет избежать чрезмерного или слишком малого количества тепла.

Применение 5: Маркировка и печать труб. Почти все типы термоусадочных труб могут использоваться для маркировки и печати труб, за исключением PTFE (поскольку любой тип чернил трудно совместить с PTFE). Используя термоусадочные трубы, можно легко добавлять глубинные метки и печать к катетерам и металлическим осям. Как правило, тонкие полосы цветных термоусадочных труб могут быть точно определены и использованы для маркировки. Информация о этикетке может быть добавлена путем предварительной печати на термоусадочной трубке, а затем применена к продукту без необходимости отправки самого устройства на принтер для маркировки или доставки печатных чернил и растворителей на производственный объект для внутренней печати. Некоторые продукты, такие как катетеры из полиэтилена высокой плотности, не могут быть легко напечатаны без обработки поверхности, что увеличивает сложность. Производитель, напечатанный на изделии, может разместить прозрачную термоусадочную трубку на поверхности печати для защиты без значительного увеличения диаметра продукта.

Применение 6: Формирование кончиков труб. Низкая температура усадки и высокая температура плавления полиэфирных термоусадочных труб позволяют эффективно использовать их для формирования гладких конических наконечников в конце катетера. В начальной операции секция термоусадочной трубки скользит к концу катетера, оставляя хвост в конце. Затем стержень вставляется в катетер, чтобы сохранить внутренний диаметр кончика и нагревать, чтобы сжать трубку до основания. Как только трубопровод соединится, он увеличит тепло для плавления и потока основного материала. Тяните термоусадочную трубку к очень тонкому и гладкому кончику. Опять же, поскольку сужающаяся трубка прозрачна, оператор может легко контролировать процесс. Наконец, снимите термоусадочную трубку, чтобы завершить работу.

Приложение 7: Миниатюрные шланговые зажимы. Полиэфирная термоусадочная трубка может использоваться в качестве крошечного шлангового зажима на катетере шаровой капсулы, чтобы повысить адгезионную силу и помочь предотвратить отказ под давлением. Поставьте тонкую трубку на конец воздушного шара. Благодаря своей высокой периферической прочности полиэфир может зажимать детали, как шланговый зажим, усиливая сцепление и предотвращая его выпадение. Он также обеспечивает плавный переход без значительного увеличения диаметра сцепления. Трубка также может использоваться для соединения тканей, пружинных колец и других компонентов для обеспечения плавного перехода.

Приложение 8: Процесс затенения. Простое, но очень эффективное применение полиэфирных термоусадочных труб включает в себя покрытие области во время работы покрытия. Например, производителю может потребоваться белое покрытие на прозрачном воздушном шаре, но шея должна оставаться без покрытия, чтобы прикрепить ее к катетеру с помощью ультрафиолетового отвердителя. Нанесите термоусадочную трубку на шею, а затем погрузите воздушный шар в покрытие. После высыхания трубку отслаивают, шея не покрыта. Ключом к этому применению является тонкость полиэфирных труб; Более толстые термоусадочные трубы оставляют на воздушном шаре выступы материала покрытия.

В другом недавнем применении производитель должен был наносить гладкое покрытие на проволоку с тонким пружинным кольцом в конце сегмента. Полиэфирные термоусадочные трубки используются для покрытия пружины, чтобы предотвратить ее покрытие покрытием во время погружения. При низкой температуре усадки допускается затенение, не вызывающее тепловой деформации катушки, плотное сужение может предотвратить попадание покрытия в пружину. В конце процесса полиэфирная трубка просто отслаивается.

四、  Выводы

Хотя некоторые виды применения и многие конкретные виды применения, обсуждаемые в настоящем документе, применимы только к полиэфирным термоусадочным трубам, могут использоваться и другие термоусадочные материалы, включая полиолефины, фторполимеры и ПВХ. Все эти материалы используются в производстве медицинского оборудования. ПЭТ – термоусадочные трубки особенно полезны, поскольку они могут быть изготовлены из сверхтонких стенок. Другие трубы, как правило, слишком толстые: у дизайнеров недостаточно места для размещения сужающихся труб толщиной стенки более 0001 дюйма. Сверхтонкие стенки и другие характеристики ПЭТ – трубки делают ее очень ценным инструментом для дизайнеров, пытающихся переосмыслить способ изготовления медицинских устройств.

Для приобретения медицинских тонкостенных ПЭТ – термоусадочных труб, ПЭБАКС – термоусадочных труб и полиолефиновых термоусадочных труб свяжитесь с “KEYUACE”.