Зі зменшенням розмірів медико-біологічних приладів контролювати траєкторію потоку рідини часто стає складніше. Це починає проявлятися в архітектурі потоків. Конструкцію, яка працює в лабораторних умовах, може бути складно масштабувати, коли пристрій потрібно зробити меншим, компактнішим і простішим у збірці.
Впізнаєте ці симптоми?
- Надто багато трубопровідних з’єднань на обмеженій площі
- Різноманітність ручних з’єднувачів, що знижує стабільність
- Мертвий об’єм, що впливає на рух рідини
- Проблеми перехресного забруднення або зусилля для очищення
- Ризик витоку через численні точки з’єднання
- Обсяг робіт з технічного обслуговування на важкодоступних маршрутах
- Прототипні схеми, які складно виготовляти у великих обсягах
Це не просто питання, що впливають на розташування. Вони можуть впливати на легкість очищення, відтворюваність, зручність обслуговування й готовність до виробництва. Однак Diffusion Bonded Manifold дозволяє перетворити зовнішню прокладку трубопроводів на компактний канал для рідини всередині з’єднаного пластикового колектора.
Дізнайтеся більше про ризики, пов’язані з маршрутизацією рідини.
Diffusion bonded manifold — це компактний полімерний гідравлічний колектор, виготовлений із точно оброблених шарів. У окремих шарах формуються канали, які потім вирівнюються та з’єднуються під дією тепла й тиску. Це дозволяє створити точні внутрішні канали для рідини без використання клеїв. У результаті отримується Bonded Manifold, який дозволяє пропускати рідини або гази через компактний полімерний блок, не покладаючись виключно на зовнішні трубки, фітинги та ручні з’єднання.
Як працює ця технологія:
- Оброблені шари: Канали для рідини, камери та поверхні стику виточуються у пластикових шарах.
- Вирівняні канали: Шари розташовані так, щоб канали, порти й функціональні зони з’єднувалися відповідно до плану.
- З’єднаний блок: Шари з'єднуються в один компактний блок за допомогою нагрівання й тиску.
- Механічна обробка після з’єднання: Зовнішні геометричні форми й елементи обробляються після процесу з’єднання
- Монтаж: Додаткові вироби можна зібрати й випробувати для формування функціональних вузлів
Ця архітектура може бути актуальною для мікрофлюїдики, діагностики та обладнання для діагностики in vitro (IVD), пристроїв для діагностики на місці надання медичної допомоги, аналітичних приладів та систем лабораторної автоматизації, де важливу роль відіграють компактність, чіткість маршрутизації та якість.
Diffusion Bonded Manifold дає більше свободи для створення компактних, структурованих шляхів руху рідини там, де важливі простір, чіткість маршрутизації та якість.
Він може бути корисний у конструкціях, для яких необхідні:
- Менше зовнішніх з’єднань і з’єднувачів
- Компактний шлях руху рідини всередині пристрою
- Менший мертвий об’єм і менше затриманих бульбашок
- Більш повторювані кроки складання
- Маршрутизація, що інтегрує вибрані компоненти або інтерфейси
Вибір оптимальної архітектури залежить від середовища, сумісності матеріалів, складності каналу, обсягів виробництва й необхідного рівня інтеграції. Ознайомтеся з першими порівняльними даними в нашому блозі.
Огляд застосування
Ми аналізуємо сферу застосування, характеристики середовища, цільову функцію, наявну схему потоків та етап реалізації проєкту, щоб зрозуміти, які завдання має виконувати колектор.
Обговорення архітектури рідинних систем
Разом ми перевіряємо, що є оптимальним варіантом для компонування пристрою та досягнення мети інтеграції: Diffusion Bonded Manifold, інший гідравлічний колектор чи підхід на основі окремих компонентів.
Щоб детальніше ознайомитися з цим конкретним аспектом, прочитайте, як оцінити архітектуру гідравлічного колектора, яка підходить для вашого застосування.
Огляд матеріалів та інтерфейсів
Вибір матеріалів, прокладання, складність каналів, інтерфейси клапанів і вимоги до очищення аналізуються з урахуванням умов середовища, виробничих очікувань та функціональних вимог.
CAD і концепція маршрутизації
Розробляються схеми прокладення каналів, структура шарів та розміщення компонентів для узгодження, щоб ваша команда могла оцінити реалістичність проєкту, перш ніж братися до подальшої інженерної роботи.
Виробництво та з’єднання
Точно оброблені пластикові шари вирівнюються та з'єднуються за допомогою тепла й тиску, створюючи компактні внутрішні шляхи для рідини без використання клеїв.
Перевірка, складання й випробування
Залежно від обсягу проєкту компанія Festo може надати допомогу в проведенні перевірок, окремих етапів складання та випробувань, включно з інтеграцією клапанів, фітингів, трубопроводів або компонентів регулювання тиску.
Bonded Manifold може робити більше, ніж просто направляти рідини вбудованими каналами. Залежно від проєкту, ми можемо зібрати вибрані компоненти безпосередньо на колекторі, щоб створити більш функціональну систему для рідини. Це може включати відділені від середовища клапани, з’єднувачі, трубки або компоненти для регулювання тиску. Результатом є компактна збірка, яка забезпечує більш чітке прокладання маршрутів, має менше інтерфейсів від постачальників і дозволяє швидше перейти до серійного виробництва.
Цей підхід корисний, коли ваша команда прагне:
- Скоротити окремі етапи складання
- Інтегрувати компоненти керування рідиною в один компактний блок
- Спростити координацію роботи з постачальниками
- Підвищити рівень повторюваності у виробництві
- Розглянути проєкт колектора, компонентів та інтерфейсів разом
Технологія дифузійного з’єднання, що раніше належала компанії Carville, тепер є частиною наших можливостей у сфері біомедичних колекторів, що дозволяє нам розробляти компактні гідравлічні архітектури для складних проєктів зі створення пристроїв.
Що це означає для вашого застосування?
Чіткіший шлях від концепції колектора до готового до виробництва гідравлічного вузла, оскільки технологія дифузійного зварювання, інженерні поради, інтеграція компонентів і випробування забезпечуються власними силами, що підкріплено процесами забезпечення якості та глобальною підтримкою від компанії Festo.
Наші Diffusion Bonded Manifolds були номіновані на премію HERMES AWARD 2026 на виставці Hannover Messe.
Це визнання підкреслює надійність технології створення високоінтегрованих багатошарових полімерних колекторів, що застосовуються в сучасній мікрофлюїдиці та автоматизації медико-біологічної галузі. Це також свідчить про те, що компанія Festo активно займається розробкою перспективних концепцій та проведенням досліджень у цій галузі.
Дізнайтеся більше про те, як наші дослідження в галузі мікрофлюїдики допомагають зробити компактне регулювання потоків рідин більш точним, інтегрованим і масштабованим.
Що таке мікрофлюїдика?
Мікрофлюїдика досліджує дуже малі об’єми рідини в компактних каналах і часто застосовується в діагностиці, технології «лабораторія на мікросхемі» й біомедичних приладах. Щоб дізнатися більше про те, як за допомогою мікрофлюїдики рідини переміщуються по каналах, мікросхемах та пристроях, прочитайте наш блог про основи.
Що таке Diffusion Bonded Manifold?
Diffusion Bonded Manifold — це полімерний колектор для рідин, виготовлений з оброблених шарів, які вирівнюються та з’єднуються під дією високої температури й тиску. Ця з’єднана конструкція утворює компактний блок із внутрішніми каналами, по яких можуть протікати рідини.
Як працює Diffusion Bonded Manifold?
Канальні структури виточуються в окремих шарах пластику. Ці шари вирівнюються та з’єднуються так, щоб внутрішні канали, порти та інтерфейси об’єднувалися в єдину архітектуру потоків.
Чим Diffusion Bonded Manifold відрізняється від зовнішніх трубок або колекторів, виготовлених методом механічної обробки?
Трубопровід забезпечує зовнішню циркуляцію рідини між компонентами. Виготовлений методом механічної обробки колектор може подавати рідину через просвердлені або фрезеровані канали. У колекторах Diffusion Bonded Manifold використовуються з’єднані пластикові шари, що дозволяє створювати компактні багатошарові схеми й складніші внутрішні канали.
Чи допоможе колектор зменшити кількість зовнішніх трубок і з’єднувачів?
Так, якщо в конструкції передбачено відповідні канали для рідини всередині колектора. Це дозволяє зменшити кількість трубних з’єднань і зробити конструкцію компактнішою. Ефект залежить від сфери застосування й конструкції каналів.
Чи може колектор допомогти мінімізувати мертвий об’єм і кількість застряглих бульбашок?
Правильна геометрія каналів може сприяти зменшенню мертвого об’єму та ризику утворення бульбашок, що застрягли. Це необхідно співвідносити з характеристиками рідини, умовами потоку, процесом очищення та компонуванням обладнання.
Які матеріали можна використовувати для Diffusion Bonded Manifolds?
Серед поширених варіантів — PMMA / акрил та PEI / ULTEM. Вибір матеріалу залежить від сумісності з середовищем, температури, часу експозиції, оптичної прозорості, процесу очищення й виробничих вимог.
Чи можна встановлювати клапани й інші компоненти на колектор?
Так, у деяких інтегрованих гідравлічних вузлах колектор може поєднуватися з такими компонентами, як відділені від середовища клапани, з’єднувачі, трубопроводи й елементи регулювання тиску. Точна конфігурація залежить від сфери застосування.
Як Diffusion Bonded Manifolds використовуються в біомедичній галузі?
До актуальних сфер застосування належать: діагностичне обладнання й обладнання для діагностики in vitro (IVD), прилади для діагностики на місці надання медичної допомоги, автоматизація лабораторних процесів, аналітичні прилади, «лабораторія на мікрочипі», скринінг лікарських засобів, секвенування РНК/ДНК, діаліз, тканинна інженерія та «орган на мікрочипі».
Чи кожна компактна гідравлічна система потребує Diffusion Bonded Manifold?
Ні. У деяких випадках краще використовувати зовнішні трубопроводи, оброблені на верстатах колектори, литі деталі, тракти, виготовлені методом 3D-друку, або іншу архітектуру потоків рідини. Оцінка проєкту допомагає визначити оптимальний варіант.
Яка інформація потрібна компанії Festo для оцінки проєкту колектора?
До корисної інформації належать: сфера застосування, характеристики середовища, схеми потоків, вимоги до швидкості потоку й тиску, цільові обсяги, побажання щодо матеріалів, статус розробки прототипу, терміни виробництва, а також інформація про необхідність використання клапанів, з’єднувачів, трубок або проведення випробувань.
Наш безкоштовний посібник з проєктування допоможе вам підготувати цю інформацію для оцінки проєкту.
Який зв’язок між Carville та Festo?
Компанія Festo придбала технологію дифузійного з'єднання Carville. Завдяки цій додатковій технічній можливості, яка тепер є частиною бренду Festo, тепер також можна реалізовувати проєкти з використанням колекторів Diffusion Bonded Manifolds у поєднанні з інженерною підтримкою, інтеграцією компонентів і глобальним сервісним супроводом.