Um guia do engenheiro para projetar e especificar tubos personalizados

por Robert LaDuca

27 de setembro de 2019

09:00

A importância da relação entre a taxa de extração e as propriedades mecânicas da tubulação é um fator que pode afetar muito as propriedades mecânicas da tubulação. As mesmas dimensões e materiais exatos podem produzir resultados de desempenho dramaticamente diferentes, dependendo desse importante fator de processamento. Em geral, uma extração mais alta dará mais alinhamento da cadeia molecular dentro do polímero, produzindo um produto de módulo de tração mais alto na direção axial com maior resistência à tração final do que um tubo produzido com uma taxa de extração mais baixa. Os produtos que têm graus mais altos de alinhamento molecular axialmente devido a taxas de extração mais altas também terão um maior grau de tensão resultante na parede da tubulação, o que pode exigir recozimento para aliviar a fim de evitar a ocorrência de alterações dimensionais, não apenas durante as etapas adicionais de processamento térmico como colagem e laminação por refluxo, mas também durante o trânsito, onde podem ocorrer temperaturas elevadas.

Outro fator importante é o efeito da temperatura da matriz no acabamento da superfície. Uma temperatura mais fria da matriz pode conferir um acabamento 'fosco' nas superfícies da tubulação, o que reduz a aderência ao custo de uma clareza reduzida e textura de superfície transmitida. Da mesma forma, uma temperatura de matriz quente pode melhorar a clareza do material e terá um impacto nas operações subsequentes de colagem e laminação térmica. Ao realizar as validações do processo de extrusão, a gama de parâmetros deve ser ampla o suficiente para entender o impacto nos processos subsequentes, bem como o impacto que a variação do peso molecular da matéria-prima que entra no processo de extrusão pode causar tanto no processo de extrusão quanto também os processos a jusante.

Uma grande variedade de materiais é extrudada em tubos, portanto, é importante saber o que considerar quando se trata de especificar materiais para extrusão, a fim de garantir que um material seja uma escolha adequada para uma aplicação específica. O ponto de partida é definir totalmente as necessidades do usuário e proceder iterativamente para uma especificação qualificada.

Seguindo os controles de projeto compatíveis com ISO, uma vez que as saídas do projeto são medidas e atendem às entradas do projeto, o projeto verificado é validado usando evidências objetivas para demonstrar que o projeto funciona para o usuário conforme pretendido. O designer de produto é responsável por identificar um conjunto completo de necessidades do usuário para a duração do uso pretendido do produto, bem como garantir que o processo de fabricação necessário para produzir o design seja adequado.

Para aplicações médicas, a Foster Corporation lançou sua marca HLS de Heat, pacote estabilizador de luz que pode ser adicionado a uma ampla variedade de resinas, como nylons, poliuretanos, polietilenos etc. curar, então adicionar um estabilizador de UV ajudará a prevenir a degradação do polímero durante o processamento subseqüente. Da mesma forma, se a tubulação extrudada for submetida a um processo de refluxo de laminação subsequente usando termorretrátil removível para adicionar reforços na parede da tubulação, como tranças ou bobinas, o uso de estabilizador de calor no pacote aditivo pode reduzir as variações de processamento encontradas durante a extrusão e etapas de refluxo pós-processo. Isso permite maior precisão no produto final e se traduz em tolerâncias mais rígidas, capacidade de fabricação aprimorada e até permite novas tecnologias de cateter quando novos designs exigem ultrapassar os limites existentes.

Outras propriedades físicas mudarão com a adição de aditivos radiopacos para fornecer visibilidade durante o uso sob fluoroscopia ou ultrassom. Essas mudanças incluem aumento da dureza da superfície, diminuição da resistência à tração e pressão de ruptura e menos aderência da superfície. Esse é particularmente o caso de materiais mais macios, como o 40A Chronoprene da AdvanSource Biomaterials, uretanos macios, como o NEUsoft UR842A da PolyOne, e SEBS de baixa dureza, como o SEBS G1642 da Kraton. A porcentagem de carga irá variar dependendo do grau de visibilidade necessário, bem como da espessura da parede, onde uma parede mais espessa pode usar menos radiopacificador. A carga típica para espessuras de parede de 0,005" a 0,050" pode ser de 20-25% de sulfato de bário em peso, enquanto as microesferas de vidro podem ser adicionadas em porcentagens de carga de 50% ou mais em peso para melhorar a ecogenicidade dos polímeros.