Komponen utama pompa udara mikro antara lain diafragma, piston, katup, seal, jalur gas, dan housing. Setiap bagian memiliki persyaratan kinerja material yang berbeda.
(1) Diafragma
Persyaratan kinerja: elastisitas tinggi, ketahanan lelah, kedap udara yang baik, ketahanan korosi kimia.
Bahan yang direkomendasikan:
Karet Silikon: Fleksibilitas yang baik, tahan suhu tinggi (di atas 200 derajat), kelembaman kimia yang kuat, cocok untuk aplikasi kelas medis.
Fluororubber (Viton/FKM): Ketahanan aus dan minyak yang sangat baik, cocok untuk pengoperasian jangka panjang.
Lapisan Polytetrafluoroethylene (PTFE): Menambahkan lapisan PTFE ke permukaan diafragma meningkatkan ketahanan kimia dan kedap udara sekaligus mengurangi gesekan.
(2) Piston
Persyaratan kinerja: kekerasan tinggi, gesekan rendah, ketahanan aus yang kuat, stabilitas dimensi.
Bahan yang direkomendasikan:
Bahan keramik, seperti keramik alumina atau zirkonia, memiliki kekerasan dan ketahanan aus yang sangat tinggi, sedangkan koefisien gesekannya rendah, sehingga cocok untuk pengoperasian jangka panjang.
Plastik Rekayasa (POM/PEEK) :
POM (poliformaldehida): Koefisien gesekan rendah, stabilitas dimensi baik, cocok untuk aplikasi beban rendah hingga sedang.
MENGINTIP (polieter eter keton): suhu tinggi dan ketahanan korosi, cocok untuk skenario intensitas tinggi.
Bahan logam:
Baja tahan karat (misalnya 316L): Ketahanan korosi yang sangat baik, cocok untuk skenario kekuatan tinggi tingkat medis.
Paduan aluminium: Ringan, cocok untuk perangkat portabel, tetapi perlu dilapisi dengan lapisan anti-oksidasi.
(3) Katup
Persyaratan kinerja: daya tanggap tinggi, ketahanan aus, ketahanan lelah, penyegelan.
Bahan yang direkomendasikan:
Karet silikon atau fluoro: Fleksibilitas tinggi, cocok untuk aplikasi cakram katup, memastikan respons cepat.
MENGINTIP atau polytetrafluoroethylene (PTFE) : Tahan terhadap korosi kimia dan suhu tinggi, untuk spool yang presisi.
Bahan logam (baja tahan karat atau paduan titanium): cocok untuk badan katup berpresisi tinggi dan berkekuatan tinggi.
(4) Segel
Persyaratan kinerja: kedap udara yang kuat, ketahanan aus, ketahanan korosi kimia, umur panjang.
Bahan yang direkomendasikan:
Fluororubber (FKM/Viton) : cocok untuk lingkungan bersuhu tinggi dan bertekanan tinggi.
EPDM (EPDM): memiliki ketahanan penuaan yang sangat baik dan kelembaman kimia, cocok untuk kontak dengan oksigen.
Silikon kelas medis: lembut, lembam secara kimia.
(5) Jalur dan pipa gas
Persyaratan kinerja: ketahanan terhadap bahan kimia, dinding bagian dalam yang halus, ketahanan gas yang rendah, kesehatan dan keselamatan.
Bahan yang direkomendasikan:
Polyethylene (PE)/polypropylene (PP): ringan, ketahanan kimia yang kuat.
Polyurethane (PU): Lembut dan cocok untuk membengkokkan pipa.
Baja tahan karat atau paduan aluminium: untuk saluran gas berkekuatan tinggi atau bertekanan tinggi.
(6) Cangkang
Persyaratan kinerja: ketahanan benturan, ketahanan korosi, insulasi suara, ketahanan suhu tinggi dan rendah.
Bahan yang direkomendasikan:
Plastik berperforma tinggi (seperti paduan ABS atau PC-ABS): Ketahanan benturan yang baik dan cocok untuk desain yang ringan.
Paduan aluminium: Ringan, pembuangan panas yang baik.
Baja tahan karat: Cocok untuk aplikasi berkekuatan tinggi, tetapi bobotnya relatif berat.
2. Kinerja utama dan pencocokan material
(1) Ketahanan aus yang tinggi
Solusi Bahan:
Bagian piston terbuat dari keramik atau plastik rekayasa berkinerja tinggi seperti PEEK.
Katup menggunakan karet fluor elastis tinggi untuk mengurangi keausan cakram dan dudukan katup.
(2) Ketat udara
Solusi Bahan:
Gunakan bahan dengan permeabilitas gas rendah (seperti diafragma berlapis PTFE atau segel karet fluoro).
Pastikan keakuratan pemesinan dan perawatan permukaan material untuk mengurangi kebocoran gas.
(3) Ketahanan korosi kimia
Solusi Bahan:
Silikon, fluororubber, PTFE dan bahan lainnya digunakan untuk komponen yang bersentuhan dengan pembersih dan disinfektan.
Gunakan logam tahan korosi (seperti baja tahan karat 316L atau paduan titanium) untuk komponen badan piston dan katup.
(4) Kompatibilitas biologis
Solusi Bahan:
Semua bahan yang bersentuhan dengan gas harus bersertifikat medis (misalnya USP Kelas VI).
Pastikan permukaan bahan bebas dari endapan berbahaya, cocok untuk kontak jangka panjang dengan gas pernapasan pasien.
3. Penerapan teknologi material canggih
(1) Teknologi pelapisan
Lapisan gesekan rendah: Melapisi PTFE atau DLC (lapisan seperti berlian) pada permukaan komponen utama seperti piston dan diafragma untuk mengurangi gesekan dan meningkatkan umur.
Lapisan antibakteri: Lapisan antibakteri dapat ditambahkan pada bahan cangkang atau jalur gas untuk mengurangi risiko penularan patogen.
(2) Bahan komposit
Penggunaan struktur komposit multilayer pada diafragma dan seal:
** Bahan bagian dalam yang fleksibel (misalnya silikon) ** Memberikan elastisitas.
** Lapisan luar dari bahan berkekuatan tinggi (seperti serat nilon) ** meningkatkan daya tahan.
4. Pengujian dan verifikasi material
(1) Tes kinerja
Uji suhu tinggi dan rendah: untuk memastikan kinerja material stabil dalam -20 derajat hingga 50 derajat.
Uji kedap udara: Mendeteksi kebocoran gas pada diafragma dan segel di bawah tekanan tinggi.
(2) Ujian hidup
Uji kelelahan: Mensimulasikan kondisi pengoperasian jangka panjang untuk memverifikasi ketahanan lelah material.
Pengujian kimia: Menilai stabilitas bahan di lingkungan disinfektan yang berbeda.
(3) Sertifikasi medis
Bahan tersebut harus lulus uji biokompatibilitas ISO 10993 untuk memastikan tidak berbahaya bagi manusia.