Lò xo xoắn cho bút tiêm: Thép không gỉ 302, Mô-men xoắn ±3%, Đã kiểm nghiệm 5 triệu chu kỳ
Lò xo xoắn bên trong bút tiêm là một chi tiết nhỏ nhưng đảm nhận nhiệm vụ quan trọng như thiết bị y tế. Nó tích trữ năng lượng để lên dây cót cho núm chọn liều, phải giải phóng cùng một mô-men xoắn ở liều thứ nhất và ở liều thứ ba nghìn, và nó nằm trong thiết bị tiếp xúc với bệnh nhân, nên mọi cạnh đều phải sạch. Sai lệch mô-men xoắn vài phần trăm là một khiếu nại; một ba via là một lệnh thu hồi.
Bối cảnh & Thách thức Dự án
Một OEM thiết bị y tế đến với chúng tôi với chương trình bút tiêm đang chuyển sang sản lượng cao hơn. Bút sử dụng lò xo xoắn trên cơ cấu chọn liều: người dùng xoay núm để chọn liều, lò xo lên dây, và nó trả cơ cấu về với cảm giác nhất quán. Lò xo hiện tại đáp ứng bản vẽ, nhưng OEM không thể có được dữ liệu mỏi hoặc độ nhất quán mô-men xoắn cần thiết để nộp hồ sơ phê duyệt theo quy định và mở rộng lên 300.000 chiếc mỗi tháng. Đáp ứng bản vẽ và chứng minh chi tiết cho hồ sơ y tế là hai công việc khác nhau.
Lò xo làm bằng thép không gỉ 302, quấn từ dây có đường kính khoảng 0,4mm, với các chân ăn khớp với núm và vỏ. Dung sai mô-men xoắn là ±3% tại góc làm việc, chặt hơn lò xo công nghiệp thông thường, vì bệnh nhân đánh giá cảm giác liều và cơ cấu bị nhảy hoặc trôi là vấn đề an toàn. OEM cũng cần bằng chứng mỏi 5 triệu chu kỳ, bề mặt sạch không ba via không có hạt rời, và khả năng truy xuất vật liệu có thể vượt qua kiểm toán.
Thép không gỉ 302 được chọn vì nó mang lại khả năng chống ăn mòn và độ bền mỏi trong một vật liệu, không cần mạ có thể bong hạt trong môi trường sạch. Vấn đề là 302 hóa cứng nguội mạnh và khó tính trong các bước tạo hình và khử ứng suất, đây chính là nơi độ nhất quán mô-men xoắn được giữ hay mất. Các mẫu trước đó của khách hàng đã đạt kiểm tra lần đầu rồi trôi khi quy trình được mở rộng, đây là vấn đề kinh điển của 302 khi khử ứng suất bị coi là một bước thay vì một điểm kiểm soát. Một lò xo đẹp ở giai đoạn mẫu có thể âm thầm rơi ra ngoài dải khi được sản xuất hàng trăm nghìn chiếc.
Giải pháp Quy trình của BQUQ
Cách tiếp cận của chúng tôi: khóa mô-men xoắn thông qua chọn dây, công thức quấn và khử ứng suất được kiểm soát, và kiểm tra chức năng 100% trên chi tiết hoàn thiện.
Chọn dây và Quấn
Chúng tôi làm việc từ một lô dây xác định cho thép không gỉ 302, kiểm tra đường kính và tính chất kéo khi nhận, sau đó quấn trên máy tạo hình lò xo CNC để góc chân và đường kính thân lặp lại trong phạm vi micromet. Dụng cụ được thiết lập có chủ đích để lò xo được quấn hơi quá mô-men xoắn rồi được thả về mục tiêu trong quá trình khử ứng suất, điều này hấp thụ độ phân tán tự nhiên của bước tạo hình thay vì đổ nó vào mô-men xoắn thành phẩm.
Khử ứng suất để Mô-men xoắn Ổn định
Khử ứng suất ở nhiệt độ thấp sau khi quấn là yếu tố giữ mô-men xoắn không trôi qua tuổi thọ 5 triệu chu kỳ. Thời gian và nhiệt độ được cố định và ghi lại theo lô, và mô-men xoắn được lấy mẫu trước và sau xử lý để xác nhận độ dịch chuyển nhất quán. Chúng tôi cũng chạy một chuỗi chu kỳ tăng tốc ngắn trên mỗi lô trước khi xuất xưởng, để lô có thể trôi ra ngoài dải sau này bị phát hiện tại nhà máy thay vì tại khách hàng. Bước này, hơn bất kỳ bước nào khác, là nơi cửa sổ ±3% thực sự được giữ trong sản xuất chứ không chỉ ở kiểm tra lần đầu.
Làm sạch và Chất lượng Cạnh
Các chân được tạo hình với đầu bo tròn, sau đó được loại ba via và làm sạch để loại bỏ hạt rời và dầu bôi trơn tạo hình. Vì đây là thiết bị y tế, yêu cầu hoàn thiện là bề mặt sạch, không ba via, không mạ. Giới hạn hạt rời và phương pháp đóng gói đã được thống nhất với OEM ngay từ đầu, vì một lò xo sạch đến trong túi bẩn thì không sạch chút nào. Chi tiết được xử lý và đóng gói để giữ sạch qua vận chuyển, và các lô dây được giữ truy xuất từ khi nhận đến hộp xuất xưởng để bất kỳ lò xo nào cũng có thể được truy xuất về vật liệu của nó.
Thông số Kỹ thuật Chính
| Mục | Thông số |
|---|---|
| Vật liệu | Dây lò xo thép không gỉ 302 |
| Đường kính dây | 0,4mm danh nghĩa |
| Dung sai mô-men xoắn | ±3% tại góc làm việc |
| Tuổi thọ mỏi | 5.000.000 chu kỳ đã kiểm nghiệm, không mất mô-men xoắn ngoài dải |
| Hoàn thiện bề mặt | Không ba via, sạch, không mạ; lô dây truy xuất được |
| Sản lượng | 300.000 chiếc/tháng |
| Kiểm tra | Kiểm tra mô-men xoắn 100%, giàn mỏi lấy mẫu, CMM trên các đặc điểm quan trọng |
| Giao hàng | Mẫu trong 5 ngày, lô đầu tiên trong 15 ngày |
Kiểm soát Chất lượng & Giao hàng
Mô-men xoắn được kiểm tra tại góc làm việc trên 100% chi tiết, với thống kê lô được kiểm soát theo ±3%. Độ mỏi được chứng minh trên giàn chu kỳ chạy đến 5 triệu chu kỳ với kiểm tra mô-men xoắn định kỳ, và kết quả được ghi lại cho hồ sơ quy định của OEM. Hình học quan trọng được xác minh trên CMM, và các lô vật liệu có thể truy xuất từ khi nhận dây đến hộp xuất xưởng. Vì chi tiết nhỏ và số lượng nhiều, kiểm tra mô-men xoắn được xử lý như kiểm tra trực tuyến thay vì kiểm toán ngoại tuyến chậm, nên 300.000 chiếc mỗi tháng vẫn có thể xuất xưởng với kiểm tra đầy đủ.
Kết quả: mẫu trong 5 ngày, lô sản xuất đầu tiên trong 15 ngày, và sản lượng ổn định 300.000 chiếc mỗi tháng với mô-men xoắn giữ ±3% và vượt qua 5 triệu chu kỳ. Mô-men xoắn giữa các lô ổn định sau khi khử ứng suất được khóa, đây là phần mà OEM chưa bao giờ có được từ nhà cung cấp chỉ làm theo bản vẽ. OEM đã đưa bút vào sản lượng lớn với tài liệu mỏi họ cần, và toàn bộ quy trình vận hành dưới hệ thống chất lượng ISO9001:2015.
Sản phẩm & Tài nguyên Liên quan
Để xem thêm các lò xo chính xác nhỏ như thế này, hãy duyệt qua dòng lò xo xoắn và lò xo tiếp xúc pin của chúng tôi:
Để xem một ví dụ khác về công việc lò xo siêu nhỏ chu kỳ cao, hãy đọc nghiên cứu điển hình về Lò xo nén siêu nhỏ y tế với dây 0,2mm và độ mỏi 500K. Để xem cách chúng tôi vận hành sản xuất chi tiết nhỏ, hãy truy cập Giới thiệu BQUQ.
Câu hỏi Thường gặp
Làm thế nào để giữ mô-men xoắn ±3% trên lò xo xoắn dây 0,4mm?
Bằng cách kiểm soát đầu vào, không phải bằng phân loại đầu ra. Các lô dây được xác minh khi nhận, quấn được điều khiển CNC cho góc chân và đường kính thân, và khử ứng suất được cố định và ghi lại. Sau đó mô-men xoắn được kiểm tra trên 100% chi tiết tại góc làm việc trước khi xuất xưởng, nên thống kê vẫn nằm trong ±3%.
5 triệu chu kỳ có thực tế cho lò xo bút y tế không?
Có, khi ứng suất được giữ dưới giới hạn bền mỏi của thép không gỉ 302 và bề mặt sạch không ba via. Chúng tôi chứng minh điều đó trên giàn chu kỳ chạy đủ 5 triệu chu kỳ với kiểm tra mô-men xoắn định kỳ, và gói dữ liệu được ghi lại cho hồ sơ nộp quy định của khách hàng, bao gồm độ trôi mô-men xoắn trong suốt quá trình chạy.
Tại sao dùng thép không gỉ 302 thay vì thép lò xo mạ?
302 mang lại khả năng chống ăn mòn và độ bền mỏi trong một vật liệu duy nhất, không có lớp mạ có thể bong hạt vào thiết bị tiếp xúc với bệnh nhân. Đánh đổi là 302 hóa cứng nguội nhanh, nên các bước tạo hình và khử ứng suất phải được kiểm soát chặt chẽ để giữ mô-men xoắn trong ±3%.
Các bạn có thể cung cấp khả năng truy xuất vật liệu cho kiểm toán không?
Có. Dây được theo dõi theo lô nấu từ khi nhận đến khi giao hàng, và hồ sơ kiểm tra đi kèm mỗi lô. Dữ liệu lấy mẫu, thống kê mô-men xoắn, hồ sơ làm sạch và kết quả mỏi đều được lưu giữ theo hệ thống ISO9001:2015 của chúng tôi, nên khách hàng có thể truy xuất bất kỳ lò xo nào về lô dây và lô sản xuất của nó.
