Medzi hlavné komponenty mikropumpy patrí membrána, piest, ventil, tesnenie, plynová dráha a kryt. Každá časť má iné výkonnostné požiadavky na materiál.
(1) Membrána
Požiadavky na výkon: vysoká elasticita, odolnosť proti únave, dobrá vzduchotesnosť, odolnosť proti chemickej korózii.
Odporúčané materiály:
Silikónová guma: Dobrá flexibilita, odolnosť voči vysokej teplote (nad 200 stupňov), silná chemická inertnosť, vhodná pre lekárske aplikácie.
Fluórkaučuk (Viton/FKM): Vynikajúca odolnosť voči opotrebovaniu a oleju, vhodný na dlhodobú prevádzku.
Polytetrafluóretylénový (PTFE) povlak: Pridanie PTFE povlaku na povrch membrány zvyšuje chemickú odolnosť a vzduchotesnosť a zároveň znižuje trenie.
(2) Piest
Požiadavky na výkon: vysoká tvrdosť, nízke trenie, vysoká odolnosť proti opotrebovaniu, rozmerová stálosť.
Odporúčané materiály:
Keramické materiály, ako je keramika z oxidu hlinitého alebo zirkónia, majú extrémne vysokú tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu, pričom koeficient trenia je nízky, vhodný na dlhodobú prevádzku.
Technické plasty (POM/PEEK):
POM (polyformaldehyd): Nízky koeficient trenia, dobrá rozmerová stabilita, vhodné pre aplikácie s nízkym až stredným zaťažením.
PEEK (polyéter éter ketón): odolnosť voči vysokej teplote a korózii, vhodný pre scenáre s vysokou intenzitou.
Kovové materiály:
Nehrdzavejúca oceľ (napr. 316L): Vynikajúca odolnosť proti korózii, vhodná pre vysokopevnostné scenáre medicínskej kvality.
Hliníková zliatina: Nízka hmotnosť, vhodná pre prenosné zariadenia, ale musí byť potiahnutá antioxidačným povlakom.
(3) Ventily
Požiadavky na výkon: vysoká odozva, odolnosť proti opotrebovaniu, odolnosť proti únave, tesnenie.
Odporúčané materiály:
Silikón alebo fluórová guma: Vysoká flexibilita, vhodná pre aplikácie ventilových diskov, zaisťuje rýchlu odozvu.
PEEK alebo polytetrafluóretylén (PTFE): Odolný voči chemickej korózii a vysokým teplotám, pre presnú cievku.
Kovový materiál (nehrdzavejúca oceľ alebo zliatina titánu): vhodný pre vysoko presné telo ventilu s vysokou pevnosťou.
(4) Pečate
Požiadavky na výkon: silná vzduchotesnosť, odolnosť proti opotrebovaniu, odolnosť proti chemickej korózii, dlhá životnosť.
Odporúčané materiály:
Fluórkaučuk (FKM/Viton): vhodný do prostredia s vysokou teplotou a vysokým tlakom.
EPDM (EPDM): má vynikajúcu odolnosť proti starnutiu a chemickú inertnosť, vhodný pre kontakt s kyslíkom.
Lekársky silikón: mäkký, chemicky inertný.
(5) Plynové cesty a plynovody
Požiadavky na výkon: chemická odolnosť, hladká vnútorná stena, nízka odolnosť voči plynom, zdravie a bezpečnosť.
Odporúčané materiály:
Polyetylén (PE)/polypropylén (PP): ľahký, odolný voči chemikáliám.
Polyuretán (PU): Mäkký a vhodný na ohýbanie rúr.
Nehrdzavejúca oceľ alebo zliatina hliníka: pre vysoko pevné alebo vysokotlakové plynové potrubia.
(6) Škrupina
Požiadavky na výkon: odolnosť proti nárazu, odolnosť proti korózii, zvuková izolácia, odolnosť voči vysokým a nízkym teplotám.
Odporúčané materiály:
Vysokovýkonné plasty (ako ABS alebo PC-ABS zliatiny): Dobrá odolnosť proti nárazu a vhodné pre ľahké konštrukcie.
Zliatina hliníka: Nízka hmotnosť, dobrý odvod tepla.
Nehrdzavejúca oceľ: Vhodné pre aplikácie s vysokou pevnosťou, ale relatívne ťažké.
2. Kľúčový výkon a prispôsobenie materiálu
(1) Vysoká odolnosť proti opotrebovaniu
Materiálové riešenia:
Časti piestu sú vyrobené z keramiky alebo vysokovýkonných technických plastov, ako je PEEK.
Ventil používa vysoko elastickú fluórovú gumu na zníženie opotrebovania kotúča ventilu a sedla.
(2) Vzduchotesnosť
Materiálové riešenia:
Používajte materiály s nízkou priepustnosťou pre plyny (ako sú membrány potiahnuté PTFE alebo tesnenia z fluorogumy).
Zabezpečte presnosť obrábania a povrchovú úpravu materiálu na zníženie úniku plynu.
(3) Odolnosť proti chemickej korózii
Materiálové riešenia:
Silikón, fluorokaučuk, PTFE a iné materiály sa používajú na diely, ktoré prichádzajú do kontaktu s čistiacimi a dezinfekčnými prostriedkami.
Na komponenty tela piestu a ventilu použite kovy odolné voči korózii (ako je nehrdzavejúca oceľ 316L alebo zliatina titánu).
(4) Biologická kompatibilita
Materiálové riešenia:
Všetky materiály prichádzajúce do kontaktu s plynom musia byť medicínsky certifikované (napr. USP trieda VI).
Uistite sa, že povrch materiálu je bez škodlivých zrazenín, vhodný na dlhodobý kontakt s dýchacím plynom pacienta.
3. Aplikácia pokročilých materiálových technológií
(1) Technológia povrchovej úpravy
Povlak s nízkym trením: Povlak PTFE alebo DLC (diamantový povlak) na povrch kľúčových komponentov, ako sú piesty a membrány, aby sa znížilo trenie a zlepšila životnosť.
Antibakteriálny povlak: Antibakteriálny povlak môže byť pridaný k materiálu plášťa alebo cesty plynu, aby sa znížilo riziko prenosu patogénov.
(2) Kompozitné materiály
Použitie viacvrstvových kompozitných štruktúr v membránach a tesneniach:
** Vnútorný pružný materiál (napr. silikón) ** poskytuje elasticitu.
** Vonkajšia vrstva z vysoko pevného materiálu (ako je nylonové vlákno) ** zvýšená odolnosť.
4. Skúšanie a overovanie materiálu
(1) Skúška výkonu
Test pri vysokej a nízkej teplote: aby ste sa uistili, že výkon materiálu je stabilný v rozmedzí -20 stupňov až 50 stupňov .
Skúška vzduchotesnosti: Zistite únik plynu z membrány a tesnenia pod vysokým tlakom.
(2) Životná skúška
Skúška únavy: Simulujte dlhodobé prevádzkové podmienky na overenie odolnosti materiálov proti únave.
Chemické testovanie: Hodnotenie stability materiálov v rôznych dezinfekčných prostrediach.
(3) Lekárske osvedčenie
Materiál musí prejsť testom biokompatibility ISO 10993, aby sa zabezpečilo, že nie je škodlivý pre ľudí.