Точка на болка

Изтеглянето на неръждаема тръба е процесът на формоване, който намалява насипния материал от неръждаема тръба в тънкостенни тръби, използвани за медицински хипотръби. Много производители на медицински тръби се сблъскват с непостоянна дебелина на стената, отклонение на размерите, прекомерно остатъчно напрежение и лошо покритие на повърхността поради неоптимизирани параметри на чертежа. Неправилната скорост на изтегляне, геометрията на матрицата или смазването създава дисбаланс на периферната стена и овалност на тръбата. Силното остатъчно напрежение, генерирано по време на студено изтегляне, може да причини изкривяване, напукване на ръбовете или забавена повреда след лазерно рязане и електрополиране. Повърхностни дефекти, като линии на чертане, драскотини и захващане на матрицата, се появяват, когато смазването се повреди или повърхностите на матрицата се развалят. Вариациите между партидите за изтегляне водят до непоследователни механични свойства, създавайки непредсказуема производителност в готовите хипотръби. Износването на инструмента е друг постоянен проблем; износените матрици за изтегляне постепенно променят OD и дебелината на стената на тръбата без незабавно откриване. Честите смени на матрицата увеличават времето за престой и производствените разходи. Тънкостенните неръждаеми тръби са особено уязвими по време на много-изтегляне, тъй като прекомерното намаляване на преминаване може да създаде микро-разкъсвания, скрити под повърхността на тръбата. Много фабрики разчитат само на офлайн партидно вземане на проби, така че локализираните дефекти по тръбните намотки остават неоткрити до обработката на хипотръбата надолу по веригата. Не-еднаквите механични свойства причиняват различна гъвкавост и поведение на въртящия момент в хипотръбите, изрязани от една и съща бобина. Тези дефекти,-свързани с чертежите, повишават процентите на скрап, усложняват валидирането на процеса на лазерно рязане и разширяват работата по съответствие с ISO13485 за OEM производители на катетри.

Принцип

Изтеглянето на неръждаема тръба е процес на студена пластична деформация, намаляващ външния диаметър на тръбата и дебелината на стената чрез издърпване на тръбата през прецизно закалени матрици. Удължаването на материала и намаляването на напречното-сечение се случват по време на всяко изтегляне. Много{3}}прогресивната редукция предотвратява прекомерното еднократно-напрежение, което причинява разкъсване. Изчертаването на плаваща запушалка използва вътрешен плаващ дорник вътре в тръбата за контролиране на вътрешния диаметър и дебелината на стената, осигурявайки превъзходна еднородност на стената за тънкостенни медицински класове, в сравнение с изчертаването на фиксирана запушалка или мивка. Изтеглящата матрица оформя външната повърхност на тръбата, докато вътрешната запушалка определя вътрешния отвор. Смазването създава разделителен слой между неръждаемата стомана и повърхностите на матрицата, минимизирайки триенето, надраскването на повърхността и захващането на матрицата. Втвърдяването при студена работа увеличава якостта на опън, но също така създава остатъчно напрежение в стената на тръбата. Междинните цикли на отгряване освобождават натрупаното напрежение и възстановяват пластичността, преди да премине по-нататъшното изтегляне. Коефициентът на намаляване на изтеглянето трябва да се контролира внимателно: твърде голямото намаление причинява разкъсване на материала, докато твърде малкото намаляване увеличава броя на преминаванията на изтегляне и производствените разходи. Окончателната геометрия на тръбата, грапавостта на повърхността и състоянието на остатъчно напрежение, установени по време на изтеглянето, определят началното условие за всички последващи стъпки на производство на хипотръба, включително лазерно рязане, електрополиране и шлифоване на върха. Целта е да се произвеждат тръби със стабилни размери, еднаква стена, ниско остатъчно напрежение и повърхност без{14}}дефекти за приложения на медицински устройства съгласно правилата за качество ISO13485.

Класификация на оборудването

Оборудването за изтегляне на тръби включва стендове за изтегляне, прецизни матрици и дорници, пещи за отгряване, системи за подаване на смазване и метрология за контрол. Много{1}}ходовите хоризонтални теглещи стендове се използват широко за медицински неръждаеми тръби. Системите за теглене на плаващи тапи са избрани за тръби с ултра-тънка стена, изискващи голям толеранс на стените. Стойките за теглене на мивки се използват за по-прости дебел-стенни тръби с по-малко строги изисквания за еднородност на стените. Изтеглящите матрици обикновено се изработват от волфрамов карбид или поликристален диамант за дълъг експлоатационен живот и гладка повърхност. Плаващите дорници се произвеждат от инструментална стомана или карбид с висока-твърдост. Пещите за светло отгряване със защита от инертен газ извършват междинно и окончателно облекчаване на напрежението без повърхностно окисляване. Автоматизираните помпи за смазване непрекъснато подават специализирана смазка за металообработка към входните зони на матрицата. Уредите за изправяне на тръби коригират аксиалния лък след изтегляне. Разрязване и{13}}набиране на бобини завършени тръби. Инструментите за инспекция включват лазерни измерватели на OD, ултразвукови тестери за дебелина на стената, повърхностни профилометри и детектори за вихрови токове за вградено наблюдение. Машините за изпитване на опън характеризират механичните свойства след всяко изтегляне. Автоматизирани сензори за следене на износването на матрицата проследяват влошаването на качеството на матрицата по време на производствените серии. Изборът на оборудване се основава на целевия размер на тръбата, дебелината на стената, степента на неръждаема стомана, необходимия толеранс и производствения обем. Изчертаването на плаваща тапа има по-високи капиталови разходи, но е от съществено значение за медицински хипотръбни тънкостенни субстрати.

Практическо ръководство за работа

Работният процес за изтегляне на неръждаема тръба започва с предварителна-обработка на основната тръба: почистване за отстраняване на повърхностни оксиди и замърсители. Краят на основната тръба се навива надолу, за да се позволи резба през изтеглящата матрица и възела на дорника. Лубрикантът се нанася равномерно върху вътрешната и външната повърхност на тръбата. Изтеглящият стенд издърпва тръбата през матрицата, извършвайки контролирано намаляване на напречното-сечение. За тънкостенни медицински класове се използва плаващ чертеж на тапа. След всяко изтегляне, тръбите се почистват и проверяват. Ако натрупването на студена работа е високо, междинното светло отгряване под инертен газ премахва остатъчното напрежение и възстановява пластичността преди следващата стъпка на редукция. Множеството последователни преминавания на чертежа постепенно намаляват OD и дебелината на стената до целевите размери. След окончателното изтегляне тръбите преминават през изправяне, непрекъсната проверка на повърхността и окончателно отгряване за облекчаване на напрежението. Вземането на проби измерва OD, дебелината на стената в множество позиции по периферията, овалността, грапавостта на повърхността и механичните свойства. Сеченията се изследват металографски за микропукнатини. Тръби с драскотини, дисбаланс на стените или скрити дефекти се отхвърлят. Одобрените тръби се почистват, изсушават и навиват за производство на хипотръби. Всички параметри на чертежа, коефициенти на редукция, температура/време на отгряване и партиди смазочни материали се регистрират цифрово за проследимост по ISO13485. Износването на матрицата се проследява и матриците се сменят или -полират повторно, преди отклонението на размерите да надхвърли границите на спецификацията. Операторите регулират скоростта на изтегляне и потока на лубриканта, ако започнат да се появяват повърхностни дефекти.

Практически опит

Производственият опит на място показва, че много дефекти при чертане възникват от неправилно намаляване на преминаване, а не от ограничения на хардуера на машината. Операторите понякога настояват за високо-намаляване на еднократното преминаване, за да намалят времето на цикъла, генерирайки силно остатъчно напрежение и невидими микро-разкъсвания. Стабилността на позицията на плаващия щепсел е критична; незначително отклонение на дорника незабавно създава асиметрия на дебелината на стената. Замърсяването или разграждането на лубриканта причинява захващане на матрицата и надлъжни драскотини, които остават в готовите хипотръби. Графикът за поддръжка на матрицата често се пренебрегва. Износените твърдосплавни матрици създават лошо покритие на повърхността и плаващи размери. Междинното отгряване не може да бъде пропуснато за тънкостенни неръждаеми тръби, дори когато производствените графици са тесни. Някои производители измерват само OD на тръбата, като пренебрегват промените във вътрешната стена, което води до привидно приемлив OD, но неравна стена. Вариациите от-за-партида могат да бъдат сведени до минимум чрез заключване на фиксирани рецепти за чертеж за всеки размер на тръбите и клас на материала. При смяна на спецификациите на тръбата, пълното почистване на матрицата и продухването на системата предотвратяват кръстосано-замърсяване на смазочни материали и метални остатъци. Окончателната квалификация на тръбите трябва да включва пробни пускове за лазерно рязане надолу по веригата, за да се провери дали няма напукване, а не само проверка на необработени тръби.

Резюме

Изтеглянето на неръждаема тръба е процесът на формоване на сърцевината, превръщащ насипния неръждаем материал в заготовки за тънкостенни тръби за лазерно изрязани хипотръби. Плаващият чертеж на тапата осигурява превъзходна равномерност на стената за медицински тънкостенни-приложения. Пълният работен процес включва подготовка на основната тръба, много-проходно студено изтегляне, междинно отгряване, изправяне, почистване и много-параметрична проверка. Ключови контролируеми променливи са съотношението на редукция, скоростта на изтегляне, циклите на смазване и отгряване. Производственият опит показва, че остатъчното напрежение и дисбалансът на стената, създаден по време на изтегляне, са основни източници на повреда при по-късно лазерно рязане и електрополиране. Оптимизираното изтегляне на неръждаема тръба произвежда тръби със стабилни размери, ниско остатъчно напрежение и гладка повърхност, гарантирайки, че завършените хипотръби запазват способност за изтласкване, трансфер на въртящ момент и устойчивост на прегъване за минимално инвазивни системи за доставяне на катетър, като същевременно отговарят на изискванията за медицинско качество ISO13485.

Перспектива и предложение

Бъдещата технология за изчертаване на медицински тръби ще интегрира изцяло вградено сканиране на дебелината на стената и повърхностните дефекти, позволявайки регулиране на-затворен-контур в реално време на скоростта на изтегляне и смазване. Базираното на AI -прогнозиране на износването на матрицата ще намали непланирания престой. Дизайнерските екипи на OEM трябва да се консултират с производителите на тръби отрано, за да определят възможните допуски на стените и OD. Доставчиците на тръби ще приемат напълно автоматизирани чертожни линии за чисти помещения, за да елиминират -причинените от човека повреди по повърхността. Библиотеките с рецепти за цифрови процеси ще стандартизират параметрите на чертежа за общи размери на хипотръби. Тъй като интервенционалните катетри се свиват до микро-диаметри, способността за прецизно изтегляне на тръби ще се превърне в решаващ конкурентен фактор за доставчиците на компоненти за хипотръби. Оптимизираното изтегляне на неръждаема тръба позволява високо-производителност, постоянна тънкостенна тръба за следващо-поколение минимално инвазивни медицински устройства.