המרכיבים העיקריים של משאבת האוויר המיקרו כוללים דיאפרגמה, בוכנה, שסתום, אטם, נתיב גז ודיור. לכל חלק יש דרישות ביצועים שונות עבור החומר.
(1) דיאפרגמה
דרישות ביצועים: גמישות גבוהה, עמידות בפני עייפות, אטימות אוויר טובה, עמידות בפני קורוזיה כימית.
חומרים מומלצים:
גומי סיליקון: גמישות טובה, עמידות בטמפרטורה גבוהה (מעל 200 מעלות), אינרציה כימית חזקה, מתאים ליישומים בדרגה רפואית.
גומי פלואור (Viton/FKM): עמידות בפני בלאי ושמן מעולה, מתאים לפעולה לטווח ארוך.
ציפוי פוליטרפלואורואתילן (PTFE): הוספת ציפוי PTFE לפני השטח של הסרעפת משפרת את העמידות הכימית ואת אטימות האוויר תוך הפחתת החיכוך.
(2) בוכנה
דרישות ביצועים: קשיות גבוהה, חיכוך נמוך, עמידות בפני שחיקה חזקה, יציבות ממדית.
חומרים מומלצים:
לחומרים קרמיים, כגון קרמיקה אלומינה או זירקוניה, קשיות ועמידות בפני שחיקה גבוהה במיוחד, בעוד שמקדם החיכוך נמוך, מתאים לפעולה לטווח ארוך.
פלסטיקה הנדסית (POM/PEEK):
POM (פוליפורמלדהיד): מקדם חיכוך נמוך, יציבות מימדית טובה, מתאים ליישומי עומס נמוך עד בינוני.
PEEK (פוליאתר אתר קטון): עמידות בטמפרטורה גבוהה ועמידות בפני קורוזיה, מתאימה לתרחישים בעצימות גבוהה.
חומרי מתכת:
פלדת אל חלד (למשל 316L): עמידות מצוינת בפני קורוזיה, מתאימה לתרחישי חוזק גבוה בדרגה רפואית.
סגסוגת אלומיניום: קל משקל, מתאים למכשירים ניידים, אך צריך להיות מצופה בציפוי אנטי חמצון.
(3) שסתומים
דרישות ביצועים: היענות גבוהה, עמידות בפני שחיקה, עמידות בפני עייפות, איטום.
חומרים מומלצים:
גומי סיליקון או פלואורו: גמישות גבוהה, מתאים ליישומי דיסק שסתומים, מבטיח תגובה מהירה.
PEEK או polytetrafluoroethylene (PTFE): עמיד בפני קורוזיה כימית וטמפרטורות גבוהות, לסליל מדויק.
חומר מתכת (נירוסטה או סגסוגת טיטניום): מתאים לגוף שסתום דיוק גבוה עם חוזק גבוה.
(4) חותמות
דרישות ביצועים: אטימות אוויר חזקה, עמידות בפני שחיקה, עמידות בפני קורוזיה כימית, חיים ארוכים.
חומרים מומלצים:
גומי פלואור (FKM/Viton): מתאים לסביבות טמפרטורה גבוהה ולחץ גבוה.
EPDM (EPDM): בעל עמידות מעולה להזדקנות ואינרטיות כימית, מתאים למגע עם חמצן.
סיליקון רפואי: רך, אינרטי מבחינה כימית.
(5) נתיבי גז וצינורות
דרישות ביצועים: עמידות כימית, קיר פנימי חלק, עמידות נמוכה בגזים, בריאות ובטיחות.
חומרים מומלצים:
פוליאתילן (PE)/פוליפרופילן (PP): קל משקל, עמידות כימית חזקה.
פוליאוריטן (PU): רך ומתאים לכיפוף צינורות.
נירוסטה או סגסוגת אלומיניום: לקווי גז בחוזק גבוה או בלחץ גבוה.
(6) מעטפת
דרישות ביצועים: עמידות בפני פגיעות, עמידות בפני קורוזיה, בידוד קול, עמידות בטמפרטורה גבוהה ונמוכה.
חומרים מומלצים:
פלסטיק בעל ביצועים גבוהים (כגון סגסוגות ABS או PC-ABS): עמידות טובה בפני פגיעות ומתאימה לעיצובים קלים.
סגסוגת אלומיניום: קל משקל, פיזור חום טוב.
נירוסטה: מתאים ליישומים בעלי חוזק גבוה, אך כבד יחסית במשקל.
2. ביצועי מפתח והתאמת חומרים
(1) עמידות בפני שחיקה גבוהה
פתרונות חומרים:
חלקי בוכנה עשויים מקרמיקה או פלסטיק הנדסי בעל ביצועים גבוהים כגון PEEK.
השסתום משתמש בגומי פלואור אלסטי גבוה כדי להפחית את הבלאי של דיסקית השסתום והמושב.
(2) אטימות אוויר
פתרונות חומרים:
השתמש בחומרים בעלי חדירות גזים נמוכה (כגון דיאפרגמות מצופות PTFE או אטמי גומי פלואור).
ודא דיוק עיבוד וטיפול פני חומר כדי להפחית את דליפת הגז.
(3) עמידות בפני קורוזיה כימית
פתרונות חומרים:
סיליקון, גומי פלואור, PTFE וחומרים נוספים משמשים עבור חלקים הבאים במגע עם חומרי ניקוי וחומרי חיטוי.
השתמש במתכות עמידות בפני קורוזיה (כגון נירוסטה 316L או סגסוגת טיטניום) עבור רכיבי גוף בוכנה ושסתומים.
(4) תאימות ביולוגית
פתרונות חומרים:
כל החומרים במגע עם הגז חייבים להיות מאושרים רפואית (למשל USP Class VI).
ודא כי פני השטח של החומר נקיים ממשקעים מזיקים, מתאים למגע ארוך טווח עם גז הנשימה של המטופל.
3. יישום טכנולוגיית חומר מתקדמת
(1) טכנולוגיית ציפוי
ציפוי חיכוך נמוך: ציפוי PTFE או DLC (ציפוי דמוי יהלום) על פני השטח של רכיבי מפתח כגון בוכנות ודיאפרגמות כדי להפחית את החיכוך ולשפר את החיים.
ציפוי אנטיבקטריאלי: ניתן להוסיף ציפוי אנטיבקטריאלי לקליפה או לחומר נתיב הגז כדי להפחית את הסיכון להעברת פתוגנים.
(2) חומרים מרוכבים
שימוש במבנים מרוכבים רב-שכבתיים בדיאפרגמות ואטמים:
** חומר גמיש פנימי (למשל סיליקון) ** מספק גמישות.
** שכבה חיצונית של חומר חוזק גבוה (כגון סיבי ניילון) ** עמידות משופרת.
4. בדיקת חומרים ואימות
(1) מבחן ביצועים
בדיקת טמפרטורה גבוהה ונמוכה: כדי להבטיח שביצועי החומר יציבים בטווח של -20 מעלות עד 50 מעלות.
בדיקת אטימות אוויר: זיהוי דליפת גז של דיאפרגמה ואיטום בלחץ גבוה.
(2) מבחן חיים
בדיקת עייפות: הדמיית תנאי הפעלה ארוכי טווח כדי לאמת את עמידות החומרים לעייפות.
בדיקה כימית: הערכת יציבות חומרים בסביבות חיטוי שונות.
(3) אישור רפואי
החומר חייב לעבור את מבחן התאימות הביולוגית ISO 10993 כדי לוודא שהוא אינו מזיק לבני אדם.