Медицинские трубки – усталостные характеристики при циклическом изгибе и кручении

Критической проблемой при использовании медицинских трубок в многоразовых или многократных-интервенционных устройствах является усталостное разрушение после многократного сгибания и скручивания. При непрерывной циклической механической нагрузке на краях медицинских трубок, обработанных лазером, возникают микротрещины, которые медленно распространяются в течение тысяч циклов, что в конечном итоге приводит к разрушению трубки, утечке просвета или необратимой деформации. Даже если гипотруба выдержит стендовые испытания на статическое давление и крутящий момент, она может выйти из строя после тысяч циклов изгиба во время ускоренных испытаний на долговечность. Усталостный отказ медицинских трубок создает серьезную клиническую опасность для устройств, используемых в сложной сосудистой навигации, и представляет собой один из наиболее распространенных видов отказов во время до-ускоренной доклинической проверки долговечности. Команды OEM тратят значительные инженерные ресурсы на неоднократное перепроектирование гипотрубок, когда усталостные характеристики медицинских трубок не соответствуют требуемым целевым показателям циклического срока службы. Многие проектные группы недооценивают концентрацию напряжений на кромках, обработанных лазером, и считают статическую механическую прочность достаточным доказательством долговечности-долговечности.

Принцип усталости медицинских трубок с рисунком связан с концентрацией напряжений на кромках разреза. Острые зазубрины и микро-дефекты на краях пазов усиливают местные напряжения при циклической нагрузке, значительно ускоряя рост трещин. Гладкие, закругленные лазерные края уменьшают эффект зазубрин и замедляют появление трещин. Микроструктура материала и чистота сплава медицинских трубок также определяют базовую усталостную прочность. Наша технология лазерной резки позволяет создавать тонкие пропилы толщиной 0,012 мм на медицинских трубках диаметром от 0,20 мм до 20 мм. Выбирая сплавы для медицинских трубок высокой чистоты и оптимизируя геометрию рисунка, мы распределяем циклическое напряжение по множеству широких ребер, а не концентрируем его на небольшом количестве узких элементов выреза. Прерывистый спиральный рисунок создает более широкие-несущие ребра, которые увеличивают усталостный срок службы по сравнению с полностью непрерывными спиральными разрезами на той же заготовке медицинской трубки. Вакуумная снятие напряжений после лазерной обработки удаляет остаточные термические и механические напряжения, возникающие внутри стенки трубы во время резки, предотвращая постепенное накопление напряжений при многократном изгибе и кручении.

Материалы медицинских трубок классифицируются по усталостной способности в соответствии с различными требованиями к циклическому сроку службы. Медицинские трубки L605 обеспечивают выдающиеся показатели -циклической усталости и подходят для гипотрубок периферических сосудов с повторяющимся движением через многочисленные изгибы сосудов.. 316Медицинские трубки L обеспечивают хорошую усталостную устойчивость для сердечно-сосудистых устройств PTCA при умеренной циклической нагрузке. Медицинские трубки из нитинола обладают сверхэластичными свойствами, чтобы противостоять остаточной деформации при циклическом изгибе для нейромикрокатетеров.. 17-7Медицинские трубки PH обеспечивают высокую прочность на растяжение при низких-циклах и высоких-нагрузках AAA. 304. Медицинские трубки подходят для эндоскопических устройств с низким-циклом мочеиспускания с менее требовательными требованиями к усталости и меньшим количеством повторяющихся циклов изгиба. Каждый сплав имеет различные характеристики распространения трещин, поэтому ширину ребер рисунка и обработку кромок необходимо регулировать в соответствии с целевым количеством циклов.

Рабочий процесс для-оптимизированных гипотрубок для медицинских трубок, оптимизированных для усталости: определите требуемое количество циклов, требования к амплитуде изгиба и углу скручивания из спецификаций OEM. Выберите подходящий сплав медицинских трубок, наружный и внутренний диаметры, а также толщину стенок. Выберите тип узора; Прерывистая спираль обычно предпочтительна для применения в медицинских трубках,-критических к усталости. Калибровка лазера для получения чистого пропила толщиной 0,012 мм и минимизации термического повреждения краев медицинских трубок. После-удаление заусенцев, электрополировка и вакуумная обработка для снятия напряжений позволяют скруглить кромки реза и снизить остаточное напряжение. Выполняйте ускоренные испытания на усталость при циклическом изгибе и кручении, непрерывно проверяя образцы на предмет возникновения трещин после достижения целевых циклов. Поддерживайте отслеживаемость по стандарту ISO13485 и ведите полный учет серийного производства. Готовые гипотрубы упакуйте по спецификации заказчика.

Заводской практический опыт подтверждает огромную ценность снятия напряжений и полировки кромок для усталостного срока службы медицинских трубок. Периферийная гипотрубка, изготовленная из медицинской трубки L605 с неполированными лазером краями, вышла из строя всего после 22 000 циклов изгиба, при этом появились видимые микротрещины, возникающие из-за срезанных углов пазов. После электрополировки и вакуумной обработки для снятия напряжений на идентичных медицинских трубках и моделях образцы выдержали более 800 000 циклов без образования трещин или остаточной деформации. Этот поразительный результат доказал, что обработка кромок и снятие остаточных напряжений при лазерной резке медицинских трубок являются доминирующими факторами, определяющими усталостную долговечность, более важными, чем сам выбор сырья.

Таким образом, циклическое усталостное разрушение гипотрубок,-вырезанных лазером, возникает из-за концентрации напряжений на кромках медицинских трубок. Выбор материала, дизайн рисунка и обработка кромок вместе определяют срок службы медицинских трубок при повторяющихся механических нагрузках. Гладкие края уменьшают количество точек зарождения трещин и значительно продлевают срок службы готовой гипотрубы. Снятие остаточного напряжения после лазерной резки необходимо для клинического применения с большим-циклом.

Будущее развитие: Ускоренное моделирование усталости с использованием анализа методом конечных элементов будет более широко использоваться для прогнозирования характеристик медицинских трубок перед резкой физических образцов. Медицинские трубки с ультра-чистой лазерной резкой и оптимизированной микроструктурой сплава станут основой нового поколения прочных интервенционных устройств для периферических и нейрососудистых вмешательств, снижая клинический риск и продлевая циклы обслуживания устройств.