Стент из нитинола

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Ещё одна реальная задача...
Один из видов стентов из нитинола, который засовывают туда, куда и не догадаешься очень похож на пружину растяжения с сомкнутыми кольцами.
Нитинол - это не сталь. Из нитиноловой проволоки очень сложно изготовить пружину с прижатыми друг к другу витками. Поэтому проволоку наматывают, фиксируют в намотанном состояни, фиксируют полученную навивкой форму с помощью термообработки и, затем, делают дополнительную термообработку для получения требуемых температур превращения.
Но результате всех этих операций витки проволки не прижимаются друг к другу - в лучшем случае касаются, что недопустимо для дальнейшей (нормальной) работы стента.
Проблема усугубляется ещё и тем, что нитинол - "капризный" материал и, поэтому, надёжная работа сделанных из этого материала стентов сильно зависит от качества поверхности. Для устранения поверхностных дефектов стент (в данном случае поверхность нитиноловой проволоки) иногда нужно обработать с помощью электрохимических процессов. Это называется electro-polish. Для этого с проволки снимают (стравливают) 10 до 30 микрон. Т.е. в этом (наихудшем случае) имеем даже зазор между витками.

Как всё таки получить навитый из нитиноловой проволоки стент (пружину) с прижатыми друг к другу витками?

Комментарии

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Re: Стент из нитинола

Не пытайтесь изменить процесс намотки, тремообработки и электрополировки стента  - это, по-моему, путь в тупик.

P.S. Один из 40-ка принципов даёт посказку.

Re: Стент из нитинола

Сначала elctro-polish, потом намотка и прочее - допустимо?

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Re: Стент из нитинола

Нет.
Кроме того с нитинолом это не дало бы требуемого результата - и без электрополиша витки не прижимаются друг к другу. При нагреве до высоких темперератур (а без этого не обойтись) нитинол запоминает новую форму идаже если и был какой-то прижим - он исчезает.

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Re: Стент из нитинола

Человек, который решил эту задачу около двадцати лет назад в результате был принят на работу - до этого он был безработным. После этого в его судьбе многое произошло... Сейчас он стОит более двухсот миллионов долларов.

Re: Стент из нитинола

Насколько я помню, такие штуки используют, например, в сосудах. Как именно их используют? Почему нужен именно материал с памятью формы?

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Re: Стент из нитинола

andyudol пишет:

Насколько я помню, такие штуки используют, например, в сосудах. Как именно их используют? Почему нужен именно материал с памятью формы?

О том, что такое стент можно найти много информации в интернете. По поводу того, зачем стенты делают из нитинола - тоже, но коротко отвечу.

Дело в том, что сосуды бывают в разных местах. В тех случаях, когда сосуды в процессе работы деформируются незначительно - можно использовать, например, нержавейку или кобальт-хром. Но сосуды в ногах или шее, например, испытывают серьёзные деформации. Если стент из другого (не нитинола) материала деформировать таким образом - он сомнётся и не восстановит свою форму. Нитинол же обладает свойством суперэластичности, которая позволяет стенту, сделанному из этого материала полностью восстановить свою форму.

Суперэластичность можно получить для  разных диапазонов температур - зависит от режима термообработки. Для стентов "идеальный" диапазон температур 35-39 градусов, но обычно он немного шире.

Re: Стент из нитинола

Вот скажите, вы, как специалист, когда вас задачедатель посылает в интернет, что делаете? Послушно идёте, куда сказано, или добиваетесь, чтобы задачедатель сам ответил?

В общем, схематически так. Взять проволоку круглого сечения. Заставить её запомнить эту форму сечения. Сплющить в ленту. Намотать ленту так, чтобы её толщина была вдоль оси стента, а ширина - в плоскости витка. Выполнить необходимые операции - электрополирование и что там ещё. Заставить вспомнить исходную форму сечения проволоки.

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Re: Стент из нитинола

andyudol пишет:

В общем, схематически так. Взять проволоку круглого сечения. Заставить её запомнить эту форму сечения. Сплющить в ленту. Намотать ленту так, чтобы её толщина была вдоль оси стента, а ширина - в плоскости витка. Выполнить необходимые операции - электрополирование и что там ещё. Заставить вспомнить исходную форму сечения проволоки.

Не сработает да и сложно. В ленту с возможностью восстановления прежней круглой формы проволоку сжать не получится. Дело в том, что относительная деформация в нитинола в лучшем случае не должна превышать 8% (вообще-то лучше ограничиться 5-ю). Т.е. проволоку диаметром 0.2-0.3 мм можно сдеформировать до 0.19-0.27 мм. Если больше - она не восстановится.

Просто поверьте мне на слово. Вам не нужно знать свойства нитинола, вмешиваться в устоявшиеся процессы, чтобы найти решение этой задачи.

andyudol пишет:

Вот скажите, вы, как специалист, когда вас задачедатель посылает в интернет, что делаете? Послушно идёте, куда сказано, или добиваетесь, чтобы задачедатель сам ответил?

В данном случае я не совсем задачедатель. Но если задачедатель меня пошлёт - пойду. У него ведь ситуация хуже, чем моя. Если я его пошлю - ему даже пойти некуда. Поэтому ему придётся остаться, а пойду я:)

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Re: Стент из нитинола

Я бы советовал навить обычную проволоку на круглый стержень и поиграться. Вместе с подсказкой одного из самых сильных приёмов разрешения технических противоречий решение просто невозможно не найти.

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Re: Стент из нитинола

Задача (пока?) не решена:)

Изображение пользователя AlexZ.

Re: Стент из нитинола

Gregory Frenklach пишет:

Я бы советовал навить обычную проволоку на круглый стержень и поиграться. Вместе с подсказкой одного из самых сильных приёмов разрешения технических противоречий решение просто невозможно не найти.

Похоже, это аналог задачи про самоскручивание в кабель нескольких проволок, сматываемых с разных катушек. Но теперь пойду аккуратно по алгоритму, без МПиО.

Спасибо,

AlexZ

Изображение пользователя AlexZ.

Re: Стент из нитинола

AlexZ пишет:

Похоже, это аналог задачи про самоскручивание в кабель нескольких проволок, сматываемых с разных катушек. Но теперь пойду аккуратно по алгоритму, без МПиО.

Возможное решение: навивать пружину растяжения (стент с прижатыми плотно витками имеет такую форму) из проволоки, которая в поперечном сечении скручивается, что создает в проволоке напряжение. Это напряжение при растяжении пружины (стента) заставит витки как бы самоприжиматься и выбирать образующийся между ними зазор.

Упоминавшийся Г.Френклахом прием разрешения противоречия, вероятно, этот:

ПРИЕМ 9
ПРИНЦИП ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Заранее придать объекту напряжения, противоположные недопустимым или нежелательным рабочим напряжениям. 

Этот прием в формулировке по книге "Творчество как точная наука", 1979, с.86: ПРИНЦИП ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО АНТИДЕЙСТВИЯ
а) Заранее придать объекту напряжения, противоположные недопустимым или нежелательным рабочим напряжениям.
б) Если по условиям задачи необходимо совершить какое-то действие, надо заранее совершить антидействие.

Спасибо,

AlexZ 

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Re: Стент из нитинола

Нет. После термообработки нитинолзапоминает скрученную форму и никакого напряжения не остаётся. Такой уж это материал.
Я уже предлагал накрутить обычную проволоку (с зазором - worst case) на круглый карандаш и посмотреть, что можно сделать.
Половину решения уже подсказал тем, что большинство "пустых" направлений отсёк.

Re: Стент из нитинола

Ну, тут возможны всего несколько действий:

  1. Растянуть/сжать.
  2. Изогнуть.
  3. Скрутить/раскрутить как целое (кручение вокруг оси пружины).
  4. Скручивание вокруг оси проволоки.

4, видимо, повлияет только на внешние витки. А вот 3 - пожалуй, то, что надо. Только при этом уменьшается диаметр пружины. Значит, надо на оправке это делать.

Только почему она в этом положении останется? Нитинол же очень жёсткий?
__________

Я вот ещё что подумал.
Как известно, существуют пружины растяжения с предварительным натяжением.
Если навить такую из нитинола, растянуть, в растянутом состоянии отэлектрохимичить и отпустить, она опять сомкнётся (при электрохимической обработке металла снимается ведь очень мало).
 

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Re: Стент из нитинола

Нитинол очень "противный" материал. Если проволоку из нитинола накрутить на стержень даже с предварительным  напряжением - это напряжение исчезнет сразу же после нагрева (и не одного), который нужен как для запоминания этой (накрученной) формы, так и для установки температуры состояния супер-эластичности при 37 градусах.
Это не стальная проволока, из которой можно намотать пружину растяжения с прижатыми друг другу витками.
У пружины из нитиноловой проволоки прижима витков друг к другу не будет, а для нормальной работы стента такой прижим быть должен.
Надо принять, как данность пружину из нитинола с очень маленьким зазором между витками и думать как получить из неё пружину с прижимом витков друг к другу. Вообще-то это очень серьёзная подсказка - такое обострение отсекает все пустые направления.
Поиграйтесь ещё с "самокруткой" из проволоки - Вы не все варианты проверили.:)

Re: Стент из нитинола

Gregory Frenklach пишет:

Надо принять, как данность пружину из нитинола с очень маленьким зазором между витками и думать как получить из неё пружину с прижимом витков друг к другу.

а если внутри стента протянуть "веревочку" и связать концы нитиноловой пружины, прижав витки друг к другу. пойдет?

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Re: Стент из нитинола

Без дополнительных верёвочек и пружиночек. Обходитесь ресурсами самого стента.

Re: Стент из нитинола

1. Электрополировку после термообработки делают?

2. Почему прижим, полученный по правильному методу не исчезает в результате термообработки, по неправильному - исчезает?

Re: Стент из нитинола

А он обязательно из одной проволоки должен быть? А то можно одну пружину ввинтить в другую.

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Re: Стент из нитинола

1. Да после термообработки.
2. Прижим после термообработки исчезает всегда, потому, что материал запоминает "напряжённую" форму и напряжения больше... нет.
3. Вам надо придумать, что сделать, чтобы  витки прижались друг к другу.
4. Я уже писал, что без дополнитльных пружинок.

Re: Стент из нитинола

"4. Я уже писал, что без дополнитльных пружинок.".
То есть в принципе можно, но есть дополнительное условие, поэтому нельзя. Я правильно понял?

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Re: Стент из нитинола

andyudol пишет:

"4. Я уже писал, что без дополнитльных пружинок.".
То есть в принципе можно, но есть дополнительное условие, поэтому нельзя. Я правильно понял?

И в принципе не стОит этого делать, но если это устранит нежелательный эффект, не усложнив систему (включая изготовление) и не вызвав дополнительных нежелательных эффектов (включая организм человека) - пожалуйста.:)
Учтите, вторая пружина - это уже два стента вместо одного. Если она даже внутри "тела" первой - это и серьёзное усложнение процесса и, возможные полузакрытые полости, что весьма нежелательно.

А если снаружи или внутри - всё лишнее плохо. И как-то закрепить надо, а это серьёзное усложнение.

P.S.Дам ещё одну подсказку. Те, кому тридцать и больше вчасто идели идею решения, но с другой спиралью и она ими воспринималась, как нежелательный эффект.

Re: Стент из нитинола

Скажите, а какое сечение проволоки стента, круглое, овальное, прямоугольное, кадратное, треугольное?

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Re: Стент из нитинола

Круглое - это проще и дешевле всего. В этом виде проволока поставляется. Некруглое сечение - это уже нечто специальное, что значительно дороже. Трубка - тоже. Значительно - это может быть в разы.

P.S. Один из приёмов разрешения в одной из более поздних редакций даёт весьма точную подсказку, что сделать с пружиной с зазором между витками, чтобы этот зазор исчез. Тут ещё старая редакция этого приёма - ищите новую.
 

Re: Стент из нитинола

Alex пишет:

а если внутри стента протянуть "веревочку" и связать концы нитиноловой пружины, прижав витки друг к другу. пойдет?

Gregory Frenklach пишет:

Надо принять, как данность пружину из нитинола с очень маленьким зазором между витками и думать как получить из неё пружину с прижимом витков друг к другу.

Витки не сжимаются, т.к. мешает сила( на рисунке не указана).

Тот кто нам мешает, тот нам и поможет. (с)к/ф "Кавказкая пленница" & ТРИЗ

Используем эту силу. Изготовленный стент вывернем наизнанку, как на рисунке: мешающая сила будет прижимать витки друг к другу.

Re: Стент из нитинола

Gregory Frenklach пишет:

...относительная деформация ... не должна превышать 8% ... Если больше - она не восстановится.

То есть, если сдеформирвать на величину 8%+х, то 8% восстановится, а х - останется? Если да, то нам остаётся сжать пружину на величину зазора плюс 8%. Чтобы это сделать, надо найти место, куда деть витки, чтобы они не упирались друг в друга. Свободное пространство есть только внутри и снаружи пружины. То есть надо вывернуть пружину наизнанку.

Re: Стент из нитинола

Опс, на 16 с опоздал.

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Re: Стент из нитинола

Alex пишет:

Alex пишет:

а если внутри стента протянуть "веревочку" и связать концы нитиноловой пружины, прижав витки друг к другу. пойдет?

Gregory Frenklach пишет:

Надо принять, как данность пружину из нитинола с очень маленьким зазором между витками и думать как получить из неё пружину с прижимом витков друг к другу.

Витки не сжимаются, т.к. мешает сила( на рисунке не указана).

Тот кто нам мешает, тот нам и поможет. (с)к/ф "Кавказкая пленница" & ТРИЗ

Используем эту силу. Изготовленный стент вывернем наизнанку, как на рисунке: мешающая сила будет прижимать витки друг к другу.

Правильно!
"Фотофиниш" показал, что первым задачу решили Вы:)

Прием 13. Принцип “наоборот”

а) вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие;
б) сделать движущуюся часть объекта или внешней среды неподвижной, а неподвижную — движущейся;
в) перевернуть объект “вверх ногами”, вывернуть его

Re: Стент из нитинола

Мне подсказка вывернуть не помогла совсем. А а в эксперименте получилась полностью растянутая пружина.

А привело к решению понимание, во-первых, что это последняя операция, а во-вторых, что пружину нужно именно сжать на величину, большую, чем величина зазора. И вот тут-то как раз вспомнилась идея вывернуть.

То есть надо вывернуть, пропихнув (но не протянув) её внутрь себя.

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Re: Стент из нитинола

Вообще-то реально стент (пружина) не выворачивается, а как бы перематывается. Это очень легко делается. "Вывернутый" стент - это результат. В качестве нежелательного эффекта Вы это явление (этакое начало "самоперемотки") наверняка видели у скрученного спиралью провода телефонной трубки у старых телефонов. Производственники тоже видели это явление не раз у спиральных трубок подачи сжатого воздуха.

P.S. Это при том, что как раз нитиноловую пружину с диаметром проволоки до полумиллиметра и самой пружины более десяти миллиметров можно растянуть в струну - относительная деформация нитинола при этом будет очень мала.

Re: Стент из нитинола

Gregory Frenklach пишет:

"Фотофиниш" показал, что первым задачу решили Вы:)

Сидит мужик в ресторане, принесли ему маслят. Он хочет масленок наколоть на вилку, но скользкий гриб от него убегает. Сначала с тарелки на скатерть, потом со скатерти на тарелку соседа. Сосед наколол его на вилку и съел. А мужик и говорит:

- Шиш бы ты его съел, если б я его не замучил!

Re: Стент из нитинола

Я покрутил телефонный провод (кстати, такие провода и сейчас используются - у меня есть бритва с таким проводом, современная). Так вот, выворачивания на изнанку при этом не происходит. То есть внутренняя "поверхность" не становится внешней. А происходит изменение направление намотки на противоположное.

Чёрт, не вспомнил я вовремя про телефонный провод и экспериментировал на медной проволоке. А ведь была у меня мысль - скручивать проволоку вокруг её оси. Но на пластичной проволоке, я попробовал, ничего не получилось. А то, что нужно, получается именно при таком движении - по два оборота вокруг "оси" проволоки на виток.
 

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Re: Стент из нитинола

Внутренняя поверхность витка не становится внешней? Конечно не становится. В результате такой перемотки смыкаются витки - т.е происходит как бы выворачивание пружины.
Если же в результате перемотки у Вас не сомкнулись витки - Вы что-то не так сделали.
Или Вы просто считаете, что в приёме "Наоборот" для того, что получилось больше подходит другая рекомендация, а не вывернуть - дело на любителя?

P.S.Сейчас ещё раз проверил, что происходит при перемотке - перемотал спиральный провод автомобильной заряжалки для мобильника. Заодно ещё раз "восхитился" простотой и красотой решения. Всё таки на мой взгляд то, что происходит - таки да - больше всего похоже на этакое "выворачивание". Но если такое определение того, что происходит не устраивает - пусть будет использование приёма "Наоборот" без уточнения подподприёма.:)

Re: Стент из нитинола

Gregory Frenklach пишет:

Внутренняя поверхность витка не становится внешней? Конечно не становится.

Поэтому это не выворачивание. Это что-то другое. Я не знаю, как это назвать.

Gregory Frenklach пишет:

...происходит как бы выворачивание пружины.

Вот видите? Вам приходится писать "как бы", да ещё и выделять.

Gregory Frenklach пишет:

Если же в результате перемотки у Вас не сомкнулись витки - Вы что-то не так сделали.

Я этого не писал, не говорил и даже не думал.

Gregory Frenklach пишет:

Или Вы просто считаете, что в приёме "Наоборот" для того, что получилось больше подходит другая рекомендация, а не вывернуть - дело на любителя?

Я уже написал, что мне эта рекомендация совсем не помогла. А теперь я вижу, что слово "вывернуть" не отражает физической сущности того, что в нашем случае происходит.

Gregory Frenklach пишет:

Сейчас ещё раз проверил, что происходит при перемотке - перемотал спиральный провод автомобильной заряжалки для мобильника. Заодно ещё раз "восхитился" простотой и красотой решения. Всё таки на мой взгляд то, что происходит - таки да - больше всего похоже на этакое "выворачивание". Но если такое определение того, что происходит не устраивает - пусть будет использование приёма "Наоборот" без уточнения подподприёма.:)

Пусть, но я лично предпочёл бы, чтобы приём мне лично помог найти решение. А он не помог. И то, что, возможно, всему остальному населению Земли помог - это ничего в для меня лично не меняет.

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Re: Стент из нитинола

 И то, что, возможно, всему остальному населению Земли помог - это ничего в для меня лично не меняет.

 Меняет. Сейчас у Вас в голове прочно засел этот пример, как одно из возможных применений приёма "Наоборот". При перемотке стент как бы переворачивается - это видно. И, по-моему, выворачивается - не как носок, а "повиточно. Таким образом и "вывернуть" засело.
Поэтому я думаю, что в следующий раз этот приём у Вас сработает.

RSS-материал