TL-BM — биомедицинская GMP-совместимая система

TL-BM — биомедицинская электроформовочная установка

TL-BM — биомедицинская электроформовочная установка для получения нановолоконных материалов методом электроформования / электроспиннинга. Оборудование предназначено для разработки и производства плоских, трубчатых, многослойных и композиционных волоконных структур, включая материалы для биомедицинских исследований, опытно-технологических работ и серийного производства.

Линейка TL-BM включает лабораторные, универсальные и производственные исполнения. В зависимости от конфигурации установка может использоваться для получения плоских нановолоконных мембран, трубчатых структур, ориентированных волоконных материалов, многослойных мембран, комбинированных структур на основе прямого письма микроволокон и электроформования нановолокон.

Назначение и области применения

TL-BM ориентирована на задачи, где требуется стабильное получение нановолоконных материалов с высокой повторяемостью параметров. В оригинальной документации оборудование позиционируется для биомедицинских применений и работы в условиях повышенных требований к чистоте.

Возможные направления применения включают получение барьерных мембран, антиадгезионных пленок, мембран для восстановления мягких тканей, материалов для сосудистых структур, трубчатых мембран, многослойных композиционных структур и других нановолоконных материалов.

Исполнения TL-BM

• TL-BM-300 — настольное исполнение для плоских мембран до 300 × 300 мм и трубчатых мембран длиной до 300 мм.
• TL-BM-500 — универсальное исполнение для экспериментов и производства; плоские мембраны до 500 × 500 мм, трубчатые мембраны длиной до 500 мм.
• TL-BM-700 — напольное производственное исполнение для плоских мембран до 700 × 700 мм и трубчатых мембран длиной до 700 мм.
• TL-BM-C — заказная производственная линия с программируемыми траекториями, интеграцией нескольких устройств и объединением процессов электроформования и прямого письма расплавом.

Конструкция установки

Конструкция TL-BM рассчитана на работу с чистым внутренним пространством и равномерным электрическим полем. Функциональные компоненты вынесены из рабочей зоны, что снижает влияние посторонних электрических полей и помогает получать однородные волоконные мембраны.

• рабочая камера с корпусом из нержавеющей стали и изолирующими внутренними стенками;
• двойная высоковольтная система положительной и отрицательной полярности;
• многоканальный шприцевой насос, устойчивый к высоковольтной статике;
• сенсорная система управления и кнопки быстрого доступа;
• сменные фильеры и сопловые системы;
• система перемещения фильеры;
• коллекторы для плоских, трубчатых и ориентированных структур;
• система контроля температуры и влажности;
• осушитель, беспылевой нагреватель и опциональный увлажнитель;
• система автоматической очистки игл;
• система безопасности и многоточечного заземления.

Высоковольтная система и управление

TL-BM оснащается двойной высоковольтной системой с диапазоном ±30–50 кВ. Выходное напряжение регулируется непрерывно и линейно. Управление возможно локально, дистанционно с компьютера или через сенсорную панель.

Система управления позволяет задавать и записывать рабочие параметры, сохранять технологические рецепты и вызывать их повторно. В документации указано хранение данных процесса более 30 дней, возможность экспорта данных и трассируемость производственных параметров.

Система подачи раствора

В TL-BM применяется многоканальный шприцевой насос с изоляцией от высоковольтной зоны. Насос использует сервомоторный привод, обеспечивает точную подачу раствора и может применяться для высоковязких жидкостей.

В зависимости от исполнения система может включать 4–18 независимо управляемых каналов с возможностью масштабирования. Стандартная конфигурация рассчитана на шприцы 20 мл × N каналов; опционально могут применяться шприцы 50 мл × N каналов и специальные держатели для стеклянных шприцев.

Для производственных конфигураций предусмотрен раздельный высокопроизводительный микропомповый узел с емкостью одного канала 200 мл.

Фильеры и сопловые системы

TL-BM поддерживает широкий набор сменных фильер и сопловых систем. Все фильеры комплектуются специальными изолированными держателями. Подбор сопловой системы зависит от требуемой структуры волокон, состава растворов и режима работы.

• V-образная многосопловая система — для TL-BM-300 используется схема на 2–4 иглы с возможностью применения до 8 игл; для TL-BM-700 — 8–32 иглы для производственного формования.
• Одиночная фильера — для быстрых экспериментов и стандартного электроформования; комплектуется 100 иглами из нержавеющей стали разных размеров.
• Микрометровая игла — стеклянные иглы диаметром 1–45 мкм, минимальный внутренний диаметр 1 мкм.
• Безтрубочная фильера — прямое соединение шприца с иглой; минимальный объем раствора 0,5 мл.
• Коаксиальная фильера — 5 наборов внутренних и внешних игл для получения волокон со структурой «ядро–оболочка».
• Трехосная фильера — для многокомпонентных волокон и работы с трехканальным насосом.
• Конъюгированная фильера — две параллельные иглы с положительной и отрицательной полярностью для снижения остаточного заряда.
• Side-by-side фильера — два независимо управляемых канала для композиционных волоконных мембран.
• Island-фильеры — 2- и 3-канальные схемы для волокон сложной структуры.
• Линейные, кольцевые и матричные многосопловые системы — опциональные узлы для повышения производительности.

Автоматическая очистка игл

Устройство автоматической онлайн-очистки игл снижает риск засорения сопел при длительном формовании. Очистка выполняется без остановки оборудования, частота очистки регулируется. Узел может применяться с основными типами фильер.

Система перемещения фильеры

Система перемещения фильеры используется для равномерного распределения волокон по ширине коллектора. Фильера перемещается вдоль осевого направления приемного ролика.

• электрическое перемещение по оси X;
• ход сканирования: 400–800 мм;
• скорость сканирования: 1–40 мм/с;
• ручное перемещение по Y/Z;
• фиксация положения по шкале.

Коллекторы

TL-BM комплектуется и опционально расширяется различными коллекторами для получения плоских, трубчатых, ориентированных и специальных волоконных структур.

• Вращающийся коллектор TL-BM-300 — Ø100 × 300 мм, скорость 1–5000 об/мин, развернутый размер мембраны 300 × 314 мм.
• Вращающийся коллектор TL-BM-700 — барабаны Ø219 × 700 мм и Ø159 × 700 мм, скорость 1–500 об/мин.
• Тонкая оправка — Ø1–30 мм, длина 300–700 мм, для трубчатых мембран.
• Дисковый коллектор — Ø140 мм, развернутая длина волоконной ленты 439 мм.
• Суперориентирующий коллектор — Ø140 × 50 мм / Ø180 × 50 мм.
• Коллектор с параллельными электродами — Ø110 × 300 мм, скорость 1–150 об/мин.
• Плоский коллектор — 100 × 100 мм, нержавеющая сталь, регулируемый угол установки.

Контроль среды

Для стабилизации процесса TL-BM оснащается системами контроля влажности, температуры и воздухообмена. Стандартный осушитель снижает влажность внутри камеры примерно до 30%. Усиленный осушитель является опцией и позволяет снизить влажность до 20%.

Опциональный безтуманный увлажнитель обеспечивает диапазон влажности 50–80%. Беспылевой нагреватель видимого света размещается снаружи рабочей камеры, обеспечивает равномерный нагрев и не влияет на распределение электрического поля. Диапазон нагрева — от комнатной температуры до 45 °C.

Дополнительные технологические модули

Для TL-BM доступны дополнительные модули, расширяющие технологические возможности установки:

• высокотемпературная фильера до 150 °C для прямого письма расплавом;
• устройство аэродинамического электроформования;
• устройство получения наночастиц и коротких волокон;
• устройство получения нанопряжи;
• устройство получения толстых нановолоконных матов;
• коллектор для ультратонких филаментов диаметром 10–1000 мкм;
• roll-to-roll коллектор непрерывного действия;
• XY-платформа;
• устройство перекрестной укладки волокон;
• УФ-отверждение.

Система безопасности

В TL-BM предусмотрены кнопка аварийной остановки, автоматическое отключение при перенапряжении и перегрузке по току, защита от дугового разряда и короткого замыкания, отключение высоковольтного питания при открытии двери рабочей камеры, а также многоточечная система заземления.