● Controlar el hinchamiento del material extruido (efecto Barus): el corte no uniforme provoca inestabilidad en la torsión/tamaño.

● L/D adecuado: para ranuras anulares, asegúrese de que haya una longitud de tierra suficiente; comúnmente L/D > 10.

● Transición de precompresión: utilice una convergencia cónica gradual en el espacio anular para igualar el flujo de entrada.

● Optimización guiada por CFD: iterar la geometría hasta lograr un perfil de velocidad de corte plano en la salida.

● Salida convergente: Convergencia cónica/parabólica (5°–15°) para evitar choques de corte.

● Uniformidad de espacio entre anillos concéntricos: para matrices bicapa, tolerancia de espacio entre anillos ≤±2 μm alrededor de la circunferencia.

● Tratamiento del borde: Microchaflán/radio para reducir las inestabilidades de “piel de tiburón” inducidas por el borde.

● Adaptación a la reología: los dopes altamente elásticos pueden necesitar un menor esfuerzo cortante; utilice orificios más grandes o capilares más cortos.

● Evite saltos de sección: utilice transiciones de área graduales.

● Principio FIFO: promueve el flujo hacia adelante sin recirculación.

● Colectores cónicos o tipo percha: garantizan una presión uniforme a lo ancho y un flujo suave con zonas muertas mínimas.

● Acabado superficial: Pulido electrolítico/espejo a Ra <0,8 μm para reducir la adhesión.

● Ajuste el caudal y el volumen: evite colectores de gran tamaño con caudal bajo; asegúrese de que haya suficiente esfuerzo cortante para barrer las superficies.

● Minimizar el volumen de la cavidad: reducir la retención para acortar el tiempo de limpieza.

● Inclinación/ventilación: evite zonas muertas con bolsas de aire mediante instalaciones o ventilaciones en ángulo.

● Mantener la velocidad: objetivo ≥0,5 m/s mediante aumento de presión o reducción de área para evitar el estancamiento.

● Tamaño de luz inestable: las variaciones del flujo del orificio alteran directamente el diámetro interior.

● Empeoramiento de la excentricidad: los cambios en la viscosidad/densidad del orificio alteran el equilibrio de la tensión interfacial.

● Señales visuales: tamaño de luz variable, orificios, roturas frecuentes; demasiado solvente en el orificio acelera la coagulación; muy poco la retrasa.

● Análisis clave: Cromatografía para cuantificar la relación disolvente/no disolvente (±5 % de especificación); monitorear la viscosidad del orificio (variación ≤3 %).

● Aislamiento del proceso: mantener constantes los parámetros de la carcasa, normalizar la composición del orificio; si se restablece la estabilidad, se confirma la causa raíz.

● Heterogeneidad axial: el tamaño de los poros/la porosidad varían a lo largo de la fibra cuando la composición del orificio varía.

● Correlación de eventos: relacionar la inestabilidad con los eventos del sistema de perforación (cambios de tanque, carga).

● Monitoreo en línea: Instale un viscosímetro/densitómetro en línea si es posible.

● Prueba de exclusión: ejecutar con un diámetro interior conocido mientras se mantienen los demás constantes para aislar la causa.

● Estado de la bomba: verificar pulsación, sellos, aire atrapado.

● Chaflán de salida: Microchaflán (0,1–0,3 mm) o transición parabólica para evitar que el borde se enganche o se desgarre.

● Geometría anti-perturbaciones: Evite escalones abruptos cerca de la salida para reducir el impacto del reflujo del baño.

● Espaciado entre orificios: aumente el paso entre orificios o agregue protectores para evitar que se adhieran a altas tasas de coagulación.

● Resistencia a la corrosión: si el baño contiene ácidos/bases (por ejemplo, celulosa regenerada), actualice los materiales de salida.

● Variantes de hilatura húmeda: para una coagulación rápida, utilice un espacio de aire mínimo o nulo (inmersión en el baño), lo que requiere un sellado de inmersión robusto.

● Perfil de salida aerodinámico: exterior cónico/aerodinámico para reducir la vibración y el estiramiento inducidos por turbulencia antes del baño.

● Dirección del flujo del baño: Disponga orificios múltiples con flujo de baño para evitar efectos de capa límite aguas arriba en los orificios aguas abajo.

● CFD: Simule campos de velocidad/presión y comportamiento de la interfaz para guiar el diseño.

● Compensación de diseño: para grandes contrastes de viscosidad, acorte o amplíe los caminos de alto μ para equilibrar la resistencia.

● Forma de la trayectoria de flujo: utilice canales que converjan gradualmente o de área constante; evite expansiones/contracciones repentinas.

● Ajuste del proceso: ajuste de forma independiente las velocidades/presiones de la bomba dosificadora para equilibrar ΔP y lograr la estructura deseada.

● Monitoreo de viscosidad: Mida μ (por ejemplo, viscosímetro rotacional) y ajuste las bombas/válvulas a medida que μ se desplaza para mantener el equilibrio.

● Control de relación preciso: relación de capa ajustable (comúnmente 1:1 a 1:3) a través de válvulas/bombas independientes.

● Formación sincrónica: Ambas capas se encuentran y envuelven el fluido del orificio en la salida para evitar la delaminación.

● Coincidencia de orificios: el diámetro interior del orificio del anillo exterior es 0,05–0,10 mm más grande que el del anillo interior, adaptado a las viscosidades de las capas (μ mayor → orificio ligeramente más grande).

● Ancho del canal: seleccione por flujo (por ejemplo, 2 a 3 mm para flujos más altos) para limitar la caída de presión.

● Longitud total: ajuste el equipo (típico 50–100 mm); distancia entre el molde y el baño 5–10 mm para garantizar una fusión adecuada de las bicapas.

● Materiales biocompatibles: acero inoxidable o titanio de grado médico; superficie Ra ≤0,5 μm; sin lixiviación de iones metálicos; compatible con ISO 10993.

● Confiabilidad estructural: los diseños de insertos independientes (por ejemplo, Trustech FCT Gen-5) permiten el reemplazo de un solo orificio sin apagado total; los caminos de flujo sin zona muerta reducen la contaminación residual.

● Canales de bajo cizallamiento: minimizan la adsorción/desnaturalización de proteínas.

● Parámetro clave: espacio entre matrices: el espacio anular determina el espesor del recubrimiento; tamaño/ajuste según la viscosidad del producto y el espesor deseado.

● Diseño de trayectoria de flujo: garantiza una presión circunferencialmente uniforme para lograr uniformidad de espesor y evitar un recubrimiento excéntrico.

● Trayectorias de flujo sin zonas muertas: evitan los puntos críticos de degradación del polímero.

● Compatibilidad con alta viscosidad: los polímeros comunes incluyen PI y PSf; requieren canales grandes y una fuerte capacidad de presión.

● Compatibilidad seco-húmedo: a menudo requiere espacios de aire más largos (5 a 20 cm) para formar una capa densa.

● Materiales de alta temperatura: el hilado PI puede requerir >200 °C.

● Estructura de la trayectoria de flujo → formación: el diseño del colector/ecualización regula la distribución del lubricante, evitando una salida “con vetas” por múltiples orificios.

● Material → estabilidad: La resistencia al desgaste insuficiente agranda los orificios; la mala compatibilidad química causa corrosión; ambas degradan la calidad con el tiempo.

● Sellado y resistencia al flujo → continuidad: Las fugas y la resistencia desigual provocan roturas o cierre del lumen, reduciendo el rendimiento.

● Dinámica de formación de películas: En la salida (NIPS/TIPS), el hinchamiento del material extruido y la interfaz inicial entre el orificio y la carcasa preparan el escenario para la separación de fases, lo que afecta el tamaño de los poros, la distribución y la porosidad.

● Alta temperatura: aleaciones de níquel, aleaciones de titanio, SUS630 (17-4PH) para TIPS (100–260 °C), con mayor resistencia al calor y al desgaste.

● Resistente a la corrosión: materiales revestidos de Hastelloy y cerámica para disolventes agresivos (DMF, DMSO) y ácidos/bases fuertes.

● Recubrimientos auxiliares: recubrimientos de PTFE o polisiloxano en las paredes del orificio para aumentar la hidrofobicidad y reducir la deposición.