Os principais componentes da microbomba de ar incluem diafragma, pistão, válvula, vedação, caminho de gás e carcaça. Cada peça possui diferentes requisitos de desempenho para o material.
(1) Diafragma
Requisitos de desempenho: alta elasticidade, resistência à fadiga, boa estanqueidade ao ar, resistência à corrosão química.
Materiais recomendados:
Borracha de silicone: Boa flexibilidade, resistência a altas temperaturas (acima de 200 graus), forte inércia química, adequada para aplicações de nível médico.
Borracha fluorada (Viton/FKM): Excelente resistência ao desgaste e ao óleo, adequada para operação de longo prazo.
Revestimento de politetrafluoroetileno (PTFE): Adicionar um revestimento de PTFE à superfície do diafragma aumenta a resistência química e a estanqueidade ao ar, ao mesmo tempo que reduz o atrito.
(2) Pistão
Requisitos de desempenho: alta dureza, baixo atrito, forte resistência ao desgaste, estabilidade dimensional.
Materiais recomendados:
Materiais cerâmicos, como cerâmica de alumina ou zircônia, possuem dureza e resistência ao desgaste extremamente altas, enquanto o coeficiente de atrito é baixo, adequado para operação de longo prazo.
Plásticos de Engenharia (POM/PEEK):
POM (poliformaldeído): Baixo coeficiente de atrito, boa estabilidade dimensional, adequado para aplicações de carga baixa a média.
PEEK (poliéter éter cetona): alta temperatura e resistência à corrosão, adequado para cenários de alta intensidade.
Materiais metálicos:
Aço inoxidável (por exemplo, 316L): Excelente resistência à corrosão, adequado para cenários de alta resistência de nível médico.
Liga de alumínio: Leve, adequada para dispositivos portáteis, mas precisa ser revestida com revestimento antioxidação.
(3) Válvulas
Requisitos de desempenho: alta capacidade de resposta, resistência ao desgaste, resistência à fadiga, vedação.
Materiais recomendados:
Borracha de silicone ou fluor: Alta flexibilidade, adequada para aplicações de disco de válvula, garantindo resposta rápida.
PEEK ou politetrafluoretileno (PTFE): Resistente à corrosão química e altas temperaturas, para carretel de precisão.
Material metálico (aço inoxidável ou liga de titânio): adequado para corpo de válvula de alta precisão e alta resistência.
(4) Selos
Requisitos de desempenho: forte estanqueidade ao ar, resistência ao desgaste, resistência à corrosão química, longa vida.
Materiais recomendados:
Borracha fluorada (FKM/Viton): adequada para ambientes de alta temperatura e alta pressão.
EPDM (EPDM): possui excelente resistência ao envelhecimento e inércia química, adequado para contato com oxigênio.
Silicone de grau médico: macio, quimicamente inerte.
(5) Rotas e gasodutos
Requisitos de desempenho: resistência química, parede interna lisa, baixa resistência a gases, saúde e segurança.
Materiais recomendados:
Polietileno (PE)/polipropileno (PP): leve, forte resistência química.
Poliuretano (PU): Macio e adequado para dobrar tubos.
Aço inoxidável ou liga de alumínio: para linhas de gás de alta resistência ou alta pressão.
(6) Concha
Requisitos de desempenho: resistência ao impacto, resistência à corrosão, isolamento acústico, resistência a altas e baixas temperaturas.
Materiais recomendados:
Plásticos de alto desempenho (como ligas ABS ou PC-ABS): Boa resistência ao impacto e adequados para designs leves.
Liga de alumínio: Peso leve, boa dissipação de calor.
Aço inoxidável: Adequado para aplicações de alta resistência, mas relativamente pesado.
2. Desempenho chave e correspondência de materiais
(1) Alta resistência ao desgaste
Soluções de materiais:
As peças do pistão são feitas de cerâmica ou plásticos de engenharia de alto desempenho, como PEEK.
A válvula usa borracha de flúor altamente elástica para reduzir o desgaste do disco e da sede da válvula.
(2) Estanqueidade ao ar
Soluções de materiais:
Use materiais com baixa permeabilidade a gases (como diafragmas revestidos de PTFE ou vedações de borracha fluorada).
Garanta a precisão da usinagem e o tratamento da superfície do material para reduzir o vazamento de gás.
(3) Resistência à corrosão química
Soluções de materiais:
Silicone, borracha fluorada, PTFE e outros materiais são usados em peças que entram em contato com produtos de limpeza e desinfetantes.
Use metais resistentes à corrosão (como aço inoxidável 316L ou liga de titânio) para componentes do pistão e do corpo da válvula.
(4) Compatibilidade biológica
Soluções de materiais:
Todos os materiais em contato com o gás devem ser certificados clinicamente (por exemplo, USP Classe VI).
Certifique-se de que a superfície do material esteja livre de precipitados nocivos, adequados para contato prolongado com o gás respiratório do paciente.
3. Aplicação de tecnologia avançada de materiais
(1) Tecnologia de revestimento
Revestimento de baixo atrito: Revestimento de PTFE ou DLC (revestimento semelhante a diamante) na superfície de componentes importantes, como pistões e diafragmas, para reduzir o atrito e melhorar a vida útil.
Revestimento antibacteriano: O revestimento antibacteriano pode ser adicionado ao invólucro ou ao material do caminho do gás para reduzir o risco de transmissão de patógenos.
(2) Materiais compósitos
Uso de estruturas compostas multicamadas em diafragmas e vedações:
** Material interno flexível (por exemplo, silicone) ** proporciona elasticidade.
** Camada externa de material de alta resistência (como fibra de náilon) ** maior durabilidade.
4. Teste e verificação de materiais
(1) Teste de desempenho
Teste de alta e baixa temperatura: para garantir que o desempenho do material seja estável entre -20 graus a 50 graus.
Teste de estanqueidade: Detecte o vazamento de gás do diafragma e sele sob alta pressão.
(2) Teste de vida
Teste de fadiga: Simule condições operacionais de longo prazo para verificar a resistência à fadiga dos materiais.
Testes químicos: Avaliação da estabilidade de materiais em diferentes ambientes desinfetantes.
(3) Certificação médica
O material deve passar no teste de biocompatibilidade ISO 10993 para garantir que não é prejudicial aos seres humanos.