في صناعة المعدات الطبية، يلعب اختيار المواد دورًا حيويًا في تصميم المحرك، وهو أحد المكونات الأساسية لجهاز التنفس الصناعي. لا تؤثر خصائص المادة بشكل مباشر على أداء المحرك فحسب، بل لها أيضًا تأثير عميق على موثوقيته وسلامته وعمر الخدمة. ولذلك، عند تصميم محرك التهوية، يجب على المهندسين اختيار المواد بعناية للتأكد من أن المحرك يمكن أن يعمل بثبات في بيئة طبية صارمة.
اختيار المواد الكهرومغناطيسية
إن لف المحرك هو عنصر أساسي لتحقيق تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية، وبالتالي فإن اختيار مواد اللف أمر بالغ الأهمية. يجب أن تتمتع مادة اللف المثالية بموصلية عالية ومقاومة عالية للحرارة ومقاومة ممتازة للتآكل. من بين العديد من المواد، يعد النحاس والألومنيوم من الخيارات الأكثر استخدامًا. عادة ما يتم إعطاء النحاس الأولوية بسبب موصليته الممتازة ومقاومته الجيدة للتآكل. بالنسبة للمحركات ذات المغناطيس الدائم، يعد اختيار المغناطيس الدائم أكثر أهمية. تُستخدم مواد المغناطيس الدائم عالية الأداء، مثل بورون حديد النيوديميوم (NdFeB) وكوبالت السماريوم (SmCo)، على نطاق واسع نظرًا لمنتجها ذو الطاقة المغناطيسية العالية وخصائصها المغناطيسية المستقرة. ومع ذلك، فإن حساسية هذه المواد لدرجة الحرارة والبيئة الكيميائية تتطلب اتخاذ تدابير الحماية المناسبة أثناء الاستخدام لمنع تدهور الأداء.
اختيار المواد الهيكلية
مادة غلاف المحرك لها نفس القدر من الأهمية. يحتاج السكن إلى قوة ميكانيكية جيدة، ومقاومة للتآكل وأداء ممتاز في تبديد الحرارة. تعتبر سبائك الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ من الخيارات الشائعة. سبائك الألومنيوم مفضلة لوزنها الخفيف وأداء تبديد الحرارة الجيد، في حين أن الفولاذ المقاوم للصدأ معروف بمقاومته الممتازة للتآكل وقوته الميكانيكية. بالإضافة إلى ذلك، كعنصر احتكاك رئيسي في المحرك، فإن اختيار مادة المحمل يؤثر بشكل مباشر على كفاءة التشغيل وعمر المحرك. المحامل الدوارة والمحامل المنزلقة هما شكلان شائعان، من بينها المحامل الدوارة أكثر شيوعًا بسبب احتكاكها المنخفض وكفاءتها العالية وعمرها الطويل. موادها عادة ما تكون مصنوعة من الفولاذ عالي الكربون المحمل بالكروم أو الفولاذ المقاوم للصدأ، والتي تظهر مقاومة ممتازة للتآكل ومقاومة للتآكل.
داخل المحرك، لا يمكن تجاهل اختيار المواد العازلة. تتطلب اللفات والمكونات الكهربائية الأخرى حماية عزل موثوقة لمنع تسرب التيار والدوائر القصيرة. تُستخدم مواد مثل البوليميد والبوليستر وراتنج الإيبوكسي على نطاق واسع لحماية العزل داخل المحرك نظرًا لخصائصها الكهربائية الممتازة ومقاومتها للحرارة.
اختيار مواد الإدارة الحرارية
ال محرك المروحة يولد الكثير من الحرارة أثناء التشغيل، لذا فإن اتخاذ تدابير فعالة للإدارة الحرارية أمر ضروري. يعد اختيار مواد تبديد الحرارة أمرًا بالغ الأهمية لضمان استقرار المحرك. تشمل مواد تبديد الحرارة الشائعة سبائك الألومنيوم وسبائك النحاس والجرافيت. تتمتع هذه المواد بموصلية حرارية جيدة ويمكنها نقل الحرارة بشكل فعال داخل المحرك إلى البيئة الخارجية. بالإضافة إلى ذلك، تعمل مواد الواجهة الحرارية على إنشاء مسار فعال لتوصيل الحرارة بين المكونات المختلفة داخل المحرك. تشتمل مواد الواجهة الحرارية الشائعة على الشحوم الحرارية والوسادات الحرارية والشريط الحراري. يمكن لهذه المواد ملء الفجوات الصغيرة بين المكونات، وبالتالي تحسين كفاءة التوصيل الحراري وضمان موثوقية المحرك عند العمل تحت حمل عالي.
