Hämodialysemembran-Spinnvorrichtung mit 128 Löchern

6. Anwendung: Hämodialysemembran (wird zur Herstellung der Kernkomponente künstlicher Nieren – Hämodialysemembranen – verwendet. Die Membran muss urämische Toxine wie Harnstoff und Kreatinin effizient zurückhalten, gleichzeitig aber einen schnellen Wassertransport ermöglichen und die Hämokompatibilität gewährleisten, um Hämolyse, Koagulation und andere unerwünschte Reaktionen zu vermeiden.)

7. Spezifikation: 0,5/0,28/0,15 (Einheit: mm, entsprechend dem äußeren Ringspaltdurchmesser, dem mittleren Dosierkanaldurchmesser bzw. dem inneren Bohrungs-Fluidkanaldurchmesser. Die dreischichtige Struktur muss exakt auf die Dreiphasenströmungskoordination von „Koagulationsbad–Dotierstoff–Bohrungsfluid“ abgestimmt sein.)

8. Fertigungsgenauigkeit: 0,500±0,002 mm, 0,280±0,002 mm, 0,150±0,004 mm; Montagekonzentrizität 0,003 mm (medizinische Präzision, die die Standard-Industriespinndüsen weit übertrifft und eine gleichmäßige Wandstärke und Porengrößenverteilung für jede Faser gewährleistet).

9. Spinndüsenmaterial: Edelstahl (316L Edelstahl in medizinischer Qualität; Oberflächenrauheit Ra ≤ 0,8 μm, um durch Dopingmittelrückstände verursachte Verunreinigungen zu vermeiden und die Anforderungen an die Biokompatibilität zu erfüllen).

10. Auftragsmaterial: PES (Polyethersulfon), PSF/PSU (Polysulfon) (beides sind medizinische Hochleistungspolymere mit ausgezeichneter Beständigkeit gegenüber Feuchthitzesterilisation bei 121 °C, starker chemischer Stabilität und guter Hämokompatibilität; allerdings weisen sie eine hohe Viskosität und ein enges Spinnfenster auf, was sehr hohe Anforderungen an die Kanalglätte und die thermische Stabilität stellt.)

11. Zusätzliche Anmerkungen: Als High-End-Produkt innerhalb der Hohlfaser-Spinndüsenindustrie müssen Hämodialyse-Spinndüsen drei große technische Hürden überwinden:

(i) hochpräzise Synchronisierung über eine große Anzahl von Öffnungen (Hunderte), um die Konsistenz der Parameter pro Öffnung zu gewährleisten;

(ii) eine speziell auf den NIPS-Prozess zugeschnittene Kanalarchitektur, die ein Gleichgewicht zwischen der Koagulationsrate der Spinnlösung und der Diffusionseffizienz der Bohrflüssigkeit herstellt;

(iii) Medizinische Werkstoffe und Oberflächenveredelung zur Erfüllung der Anforderungen an Biosicherheit und Langzeitstabilität. Dieses Produkt verkörpert nicht nur unsere Kernkompetenz in Forschung und Entwicklung, sondern repräsentiert auch das höchste technische Niveau von Hohlfaserspinndüsen in der Branche.

12. Detaillierter Kollaborationsprozess und Kundensicherung

(1) Kundenhintergrund und Kernanforderungen

Vor der Übernahme im Jahr 2017 stand Lengthen vor einem kritischen Engpass bei der Skalierung der Produktionskapazität für Hämodialysemembranen: Die Lieferzeiten der etablierten Spinndüsen betrugen 6–12 Monate, was den Durchsatz erheblich beeinträchtigte. Einige ältere Spinndüsen verursachten zudem große Abweichungen im Faserdurchmesser und ungleichmäßige Porengrößenverteilungen, wodurch es schwierig war, die NMPA-Richtlinien für die technische Überprüfung von Hämodialyse- und verwandten Medizinprodukten (Harnstoff-Clearance ≥ 180 ml/min mit einer Abweichung ≤ 5 %) durchgängig zu erfüllen. Die Produktionslinien für Hämodialysemembranen benötigten eine langfristig stabile Versorgung mit Spinndüsen (einschließlich Wartung und Unterstützung bei der Parameteroptimierung). Daher stellte Lengthen vier Kernanforderungen an die Spinndüsen von Trustech:

● Konsistenz der 128-Loch-Düse: Abweichung des Düsendurchmessers ≤ 0,003 mm; Abweichung des Dosierflusses zwischen den Düsen ≤ 3 %, um Leistungsschwankungen zwischen den Fasern zu vermeiden.

● Prozesskompatibilität: Ultra-glatte Innenkanaloberflächen (Ra ≤ 0,8 μm) zur Reduzierung des Fließwiderstands der PES/PSF-Spule und zur Vermeidung von „Blasenfehlern“, die durch Lösungsmittelrückstände verursacht werden.

● Langzeitstabilität: keine Korrosion oder Kanalverschleiß bei Spinntemperaturen von 180–200 °C und längerer Einwirkung von Spinnlösung (einschließlich DMAC-Lösungsmittel); Lebensdauer ≥ 12 Monate.

● Servicepaket: Bereitstellung der notwendigen Schulungen zur Reinigung und Wartung sowie technischer Unterstützung zur Optimierung der Spinndüsenparameter auf Basis von Rückmeldungen zur Membranleistung.

(2) Technische Lösung und Problembehebung

Um den Bedürfnissen von Lengthen gerecht zu werden, implementierte Trustech eine maßgeschneiderte Lösung:

● Gleichmäßigkeitskontrolle mehrerer Düsen: Ein 5-Achs-Präzisionsbearbeitungszentrum (Positioniergenauigkeit ±0,0002 mm) wurde für die synchrone Bearbeitung von 128 Düsen eingesetzt. Nach der Bearbeitung wurden Durchmesser und Rundheit jeder Düse mittels Laserinterferometrie überprüft, um eine Abweichung von ≤ 0,002 mm pro Düse sicherzustellen. Die Softwaresimulation der Strömungsverteilung über die 128 Kanäle und die Optimierung des Einlasswinkels (12°-Konus) begrenzten die Abweichung des Spritzmittelflusses zwischen den Düsen auf ≤ 2 % und unterboten damit die Anforderung von 3 %.

● Oberflächenveredelung: Die 316L-Spinndüse wurde einer kombinierten Elektropolier- und Passivierungsbehandlung unterzogen, wodurch eine Oberflächenrauheit von Ra = 0,08 μm erreicht wurde. Dies reduziert die Reibung der Spinnlösung und verhindert DMAC-induzierte Korrosion.

● Lebensdauergarantie: Kritische Bereiche (Einlassöffnungen, Innenkanäle) wurden gehärtet. Beschleunigte Alterungstests (simuliert 18 Monate Betrieb) ergaben einen Kanalverschleiß von ≤ 0,002 mm; im praktischen Einsatz übertraf die erste Charge von Lengthen die Lebensdauererwartungen.

● Kompletter Service über den gesamten Lebenszyklus: Ein eigenes technisches Serviceteam führte die Installation und Inbetriebnahme vor Ort innerhalb von 72 Stunden nach Lieferung durch.

(3) Anwendungsergebnisse und vertiefte Zusammenarbeit

Nach der Lieferung der Spinndüsen von Trustech erzielte Lengthen drei wesentliche Verbesserungen:

● Stabile Membranleistung: Die mit der 128-Loch-Spinndüse hergestellten Fasern wiesen eine Durchmesserabweichung von maximal 0,003 mm auf; die Harnstoffclearance stabilisierte sich bei 185–190 ml/min und bestand die Vor-Ort-Inspektion der NMPA erfolgreich.

● Verbesserte Produktionseffizienz: Minimale Störungen im Zusammenhang mit den Spinndüsen erhöhten die effektive Anlagenlaufzeit und steigerten die Kapazität um 10 %.

● Kostenoptimierung: Längere Lebensdauer der Spinndüsen und kürzere Produktionsvorlaufzeiten reduzierten die Beschaffungskosten.

Aufgrund dieser positiven Ergebnisse unterzeichnete Lengthen im Oktober 2017 einen dreijährigen langfristigen Kooperationsvertrag mit Trustech, der den Kauf von Hohlfaserspinndüsen mit insgesamt 12.000 Löchern umfasste.