Микронная-точность: процесс изготовления кончика инфузионной иглы V3

Выдающиеся характеристики инфузионной иглы V3 (производства Manners Technology) основаны на системе производственного процесса, которая объединяет высокоточную-механическую обработку, передовую обработку материалов и строгий контроль качества. От одного стержня из нержавеющей стали до надежной и точной иглы – производственный процесс представляет собой искусство производства в микронном масштабе.
Производство начинается с высокоточных-материалов для прутков. Выбранный пруток из нержавеющей стали 304 имеет допуск по диаметру, прямолинейность и размер зерна, которые необходимо тщательно выбирать, чтобы обеспечить стабильность последующей обработки. Одним из основных процессов формования является обработка на токарном станке с подвижной передней бабкой (токарный станок с подвижной головкой), в котором конкретно используется модель Japan Citizen Cincom L12-1M7. Этот тип станка также известен как «токарный станок швейцарского типа», характеризующийся тем, что шпиндельная коробка может скользить в продольном направлении (перемещение по оси Z), при этом инструмент зафиксирован. Он особенно подходит для обработки тонких деталей вала. При обработке шестигранного основания штифта V3 материал прутка вращается с большой скоростью и выдвигается вперед. Несколько инструментов выполняют одновременные операции, такие как поворот внешнего круга, фрезерование шестигранника и нарезание резьбы под контролем программы числового программного управления. Citizen Cincom L12-1M7 обеспечивает точность размеров ±0,01 мм и угловой допуск ±0,1 градуса при шероховатости поверхности Ra < 0,4 мкм. Такой уровень гладкости снижает трение при зацеплении резьбы, обеспечивая плавную установку и надежное уплотнение с интерфейсом робота-инъектора.
Формирование кончика иглы основано на технологии обжатия. Обжимка — это процесс формовки без стружки, при котором используются две или четыре формы для выполнения высокочастотной радиальной ковки с малой-амплитудой концов вращающихся или неподвижных трубок или стержней, уменьшения их диаметра и изменения формы. Роторно-обжимная машина с двумя-формами, используемая компанией Manners Technology, постепенно перековывает конец трубы из нержавеющей стали в игольчатый кончик со специальной конусностью и структурой с двойными-отверстиями посредством возвратно-поступательного радиального движения форм. По сравнению с традиционным механическим сверлением, обжимка представляет собой процесс холодной формовки, который позволяет металлическим волокнам непрерывно течь вдоль формы, не только увеличивая плотность и прочность материала, но также избегая заусенцев и микротрещин, которые могут образоваться во время обработки. Точно контролируя частоту ковки, скорость подачи и профиль формы, можно получить одинаковые кончики игл с гладкими внутренними отверстиями и одинаковой толщиной стенок.
Чтобы соединить высокоточное-шестиугольное основание с кованым-острием иглы, необходима технология сварки, способная обеспечить прочность без повреждения свойств материала. Лазерная сварка демонстрирует в этом отношении значительные преимущества. Лазерный луч фокусируется в очень маленькое пятно (до 0,1 мм) с чрезвычайно высокой плотностью энергии. Он может мгновенно (за миллисекунды) расплавить местный металл и образовать расплавленную ванну. По сравнению с традиционной дуговой сваркой лазерная сварка имеет очень низкое тепловложение и очень узкую зону термического влияния. Это означает, что во время процесса сварки к основанию и кончику иглы передается очень мало тепла, что эффективно предотвращает такие проблемы, как рост зерна, деформация или снижение коррозии (сенсибилизация) нержавеющей стали из-за перегрева. Сварной шов, образованный лазерной сваркой, имеет большое соотношение глубины-к-ширине, высокую прочность, гладкий внешний вид, практически не требует последующей шлифовки, что позволяет сохранить целостность и эстетику изделия.
После сварки корпус иглы переходит на этап отделки поверхности. Электро-полировка (Электрополировка) – это завершающий штрих. Заготовка помещается в качестве анода в специальный раствор электролита, а затем электризуется. После этого плотность тока у микроскопических выступов на поверхности увеличивается, а скорость растворения металла увеличивается, достигая выравнивающего эффекта. Электро-полировка, проводимая в соответствии со стандартом ASTM B912, позволяет удалить примерно 2-3 микрометра поверхностного материала, полностью устраняя микроскопические царапины, заусенцы и въевшиеся загрязнения, оставленные при токарной или вращающейся ковке. В результате получается зеркально-гладкая поверхность с чрезвычайно низкой поверхностной энергией. Это не только повышает устойчивость к коррозии, но, что более важно, ультра-гладкая поверхность значительно уменьшает количество остатков жидкости, что означает более тщательную очистку и снижение риска перекрестного загрязнения для пищевой промышленности, которой необходимо часто заменять впрыскиваемые материалы.
Следом следует химическая пассивация (пассивация). Заготовка погружается в азотную кислоту или раствор лимонной кислоты, где в результате химических реакций свободные частицы железа, попавшие на поверхность в результате механической обработки, растворяются, позволяя обнажить большую часть поверхности сплава, богатой хромом-. На воздухе хром быстро соединяется с кислородом, образуя тонкую, но чрезвычайно плотную и стабильную пассивирующую пленку оксида хрома. Эта пленка является основным источником коррозионной стойкости нержавеющей стали 304. После систематической пассивационной обработки инъекционная игла V3 может оставаться блестящей и новой даже при воздействии кислых соков, солей или различных пищевых добавок в течение длительного времени, не ржавея.
Наконец, после ультразвуковой очистки с несколькими-слотами для удаления всех остатков обработки и химической обработки каждая игла должна пройти функциональные испытания, такие как проверка с помощью увеличительного стекла, проверка размера и проверка герметичности, прежде чем помещаться в пыле-и влагонепроницаемую-упаковку. Весь производственный процесс, от программирования кода ЧПУ до окончательного контроля качества, осуществляется в рамках системы управления качеством медицинского оборудования ISO 13485, обеспечивающей управляемость процесса и отслеживаемость результатов. Именно эта серия взаимосвязанных процессов,-совершенствования-точности которых совместно создает стабильную и надежную основу для работы инфузионных игл V3 в сложных промышленных условиях.