热喷涂涂料

随着双极电外科设备现在越来越普遍,越来越复杂,微创(和开放)手术,热喷涂涂层从未像现在这样重要,以确保设备可靠,安全,并具有更高的精度。

寻找性能更好的材料,涂层和产品设计通常始于费舍尔巴顿技术中心,在那里强大的蔡司扫描电子显微镜和其他技术工具执行先进的材料分析。
所有照片由TST工程涂料提供

热灼术——使用局部的热量灼烧切口并限制失血——最早的记载证据可以追溯到公元前3000年埃及人所做的手术。令人惊讶的是,直到19世纪第一次电手术被实施,外科医生实验用电流用加热的电线灼烧切口,情况才有了很大的改变。真正的电手术,以及今天单极和双极电手术系统的先驱,始于William Bovie博士,他在1926年发明的电手术单元(Bovie)能够以高频(RF)和各种电压提供交流电,用于手术切割和/或控制出血。

如今,80%以上的外科手术都涉及电手术。每个专业的外科医生都配备了一系列手持和机器人手持的电手术设备,通常再加上微创手术技术,可以最大限度地减少失血、手术时间、患者麻醉时间和恢复时间。虽然大部分功劳归于熟练的外科医生和创新的电手术设备制造商,但还有另一个重要的参与者:热喷涂涂层为这些设备提供了至关重要的表面性能。

躁郁症掌权

带有电绝缘涂层的双极性手术器械在相反带电的颌口之间提供了精确的间隙。

单极和双极设备都使用来自发电机单元的电流来施加高度控制的电流并产生局部热量,当由手术器械施加时,切割、凝固、消融或解剖组织。它们的不同之处在于电流的路径。单极器件(有源电极)引导电流通过组织,然后通过放置在患者身上的接地电极板/衬垫离开患者。双极设备可以像镊子或剪刀一样简单,电流从带负电荷的电极、剪刀刀片或镊子尖端流出,通过刀片或尖齿之间的组织,流到另一个带正电荷的刀片或尖齿上的正电荷电极。不像单极装置,没有电流流过病人。目前的血流更加局限,使得双极设备非常适合在需要更高精度的小区域进行更多手术,比如腹腔镜。此外,双极设备非常适合植入设备的患者,因为来自单极设备的电流可能通过设备并导致短路或失火。

双极电手术设备现在有多种尺寸和设计,其中许多具有越来越复杂,极其精确的几何形状,用于高度专业化,精细的手术应用。几乎所有的都是由金属制成的,主要是不锈钢,所有的设计都是为了导电。的精确应用设备金属基板表面的电绝缘(电介质)涂层从未如此重要。如果没有这种绝缘,就会发生电弧,导致设备短路和故障——或者更糟,伤害外科医生和患者。此外,许多设备需要第二层热障涂层,以保护外科医生和患者不受设备表面温度升高的影响,而不是用于组织密封。

陶瓷介质涂层可以提供的细节。宽度小至0.012英寸的特性可以提供选择性电绝缘。

介质涂层的起点

几乎从第一个双极电手术设备的开始,TST工程涂层解决方案,一个太阳Prairie, Fisher Barton的威斯康星州分部,一直在开发和应用先进的介电涂料,以及隔热涂料,极端耐磨性涂料和具有抗菌性能的涂料的前沿。双极电手术设备得益于特殊的涂层和它们所提供的表面特性。使用TST工程涂层的这种类型的设备现在有数百万个。

仪器尺寸、形状、几何形状、材料和最终应用的巨大变化禁止在开发涂层解决方案时采用一刀切的方法。在TST,这一过程由专门的研发团队开始,包括材料工程师与客户密切合作,以充分了解仪器和所需的表面性能,以及仪器运行的环境。在开发过程中考虑了各种涂层性能,包括介电强度、孔隙率、附着力、氧化性、硬度和微观结构——所有这些都经过了冶金测试,以确保最佳的工程涂层设计。

最终,选择涂层材料,并与正确的热喷涂工艺相匹配。TST可以通过各种工艺应用涂层,这些工艺都以热喷涂为特征,每一种工艺都使用燃烧气体或电能来熔化线材、粉末或棒材形式的给料材料。熔化的材料被雾化,并被推进到一个准备好的表面,在那里材料立即冻结并形成一层涂层。热喷涂工艺是非常通用的,可以从几乎无穷无尽的材料创建涂层。

自第一次用于双极电外科设备的热喷涂涂层应用以来,TST开发了一系列氧化物陶瓷涂层,被证明可以在高电压或低电压,直流或射频等最广泛的应用中提供介电性能。陶瓷比其他涂层(如聚合物)更耐用,耐磨和耐腐蚀,并且可以由常见材料(包括不同金属的氧化物)以及其他材料、合金和化合物配制而成。氧化物陶瓷涂层可以满足或超过大多数设备的性能标准,包括:

  • 介电强度1000V/mil或更大
  • 典型硬度1100维氏
  • 高密度,孔隙度小于0.5%
  • 优异的附着力,粘结强度大于8000 psi
  • 涂层厚度:0.001"至0.020"
  • 抗压强度高
  • 在很宽的温度范围内的有效介电性能

TST已经完善了热喷涂技术和技术,以高精度应用这些涂层,小到直径0.012“(0.3mm)的区域。特殊的TST夹具,模具,单元设计和过程控制设计,以满足每个应用程序的需求,保持最严格的容差量,从一个部分到数千。

热喷涂产生介质陶瓷涂层。

该氧化物陶瓷涂层家族还包括提供隔热的版本。这些涂层的热导率可以通过涂层化学成分和结构的变化来控制,导电率低至0.5W/mK很容易实现。

在需要耐磨性的地方,可以沉积由氧化物陶瓷、碳化物或硬质金属组成的涂层,以增加极高的耐磨性。这些涂层的硬度高达1500维氏,密度大于99.5%,可大大延长产品寿命,增加可观的价值。

资源多,发中国女排vs塞尔维亚展快

TST位于美国中西部,拥有一支研发团队,致力于开发新的解决方案。根据特定产品的工装/夹具需求,TST可以在几周内为客户提供第一个原型进行测试和验证。TST还拥有母公司Fisher Barton的所有资源,以改善客户产品的设计和中国女排vs塞尔维亚功能。阿根廷vs意大利费雪巴顿技术中心在理解和应用改善客户产品所需的材料和涂料方面具有根本的能力。阿根廷vs意大利

关于作者:Stephan Badot是业务开发/营销经理,Bill Lenling是高级杰出工程师,均任职于Fisher Barton的TST工程涂料/ a部门。

TST工程涂层解决方案,A Fisher Barton Co.;
https://www.tstcoatings.com
https://www.fisherbarton.com

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制造技术

2022年12月
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