● Orientamento molecolare/micellare uniforme: favorisce un pre-orientamento e una formazione della membrana coerenti.

● Controllo del rigonfiamento dell'estruso (effetto Barus): il taglio non uniforme provoca instabilità di torsione/dimensione.

● L/D adeguato: per le fessure anulari, assicurarsi che la lunghezza del terreno sia sufficiente; solitamente L/D > 10.

● Transizione pre-compressione: utilizzare una convergenza conica graduale nello spazio anulare per equalizzare l'afflusso.

● Ottimizzazione guidata da CFD: iterare la geometria fino a ottenere un profilo di velocità di taglio piatto all'uscita.

● Uscita convergente: convergenza conica/parabolica (5°–15°) per evitare shock da taglio.

● Uniformità dell'anello concentrico: per le matrici a doppio strato, tolleranza dell'anello ≤±2 μm attorno alla circonferenza.

● Trattamento dei bordi: micro-smusso/raggio per ridurre le instabilità “a pelle di squalo” indotte dai bordi.

● Corrispondenza con la reologia: le colle altamente elastiche potrebbero richiedere un taglio inferiore: utilizzare orifizi più grandi o capillari più corti.

● Geometria semplificata: raccordi grandi; eliminazione degli angoli acuti.

● Evitare salti di sezione: utilizzare transizioni di area graduali.

● Principio FIFO: favorisce il flusso in avanti senza ricircolo.

● Collettori conici o a gancio: garantiscono una pressione uniforme in larghezza e un flusso regolare con zone morte minime.

● Finitura superficiale: lucidatura elettrolitica/a specchio a Ra <0,8 μm per ridurre l'adesione.

● Abbinare flusso e volume: evitare collettori sovradimensionati a basso flusso; garantire un taglio sufficiente per spazzare le superfici.

● Ridurre al minimo il volume della cavità: ridurre il ritardo per accorciare i tempi di pulizia.

● Inclinazione/sfiato: evita zone morte di aria con installazione angolata o sfiati.

● Mantenere la velocità: obiettivo ≥0,5 m/s tramite aumento della pressione o riduzione dell'area per evitare la stagnazione.

● Eccentricità periodica o “nodi di bambù”: la pulsazione della pompa del foro (ad esempio, pompe a pistoni) provoca variazioni periodiche del flusso.

● Dimensioni del lume instabili: le variazioni del flusso del foro alterano direttamente il diametro interno.

● Peggioramento dell'eccentricità: le variazioni nella viscosità/densità del foro interrompono l'equilibrio della tensione interfacciale.

● Segnali visivi: dimensioni variabili del lume, forellini, rotture frequenti; troppo solvente nel foro accelera la coagulazione; troppo poco la ritarda.

● Analisi chiave: cromatografia per quantificare il rapporto solvente/non solvente (±5% spec); monitoraggio della viscosità del foro (≤3% di variazione).

● Isolamento del processo: mantenere costanti i parametri del guscio, normalizzare la composizione del foro; se la stabilità ritorna, la causa principale è confermata.

● Eterogeneità assiale: la dimensione dei pori/porosità varia lungo la fibra quando la composizione del foro varia.

● Correlazione degli eventi: abbinare l'instabilità agli eventi del sistema di perforazione (cambi di serbatoio, caricamento).

● Monitoraggio online: installare un viscosimetro/densitometro in linea, se possibile.

● Test di esclusione: eseguire il test con un foro noto per essere funzionante, mantenendo costanti gli altri per isolare la causa.

● Stato della pompa: controllare pulsazioni, guarnizioni, aria intrappolata.

● Lunghezza dell'intercapedine d'aria: i solventi non solventi forti (acqua) necessitano di zone asciutte più lunghe (5–30 cm); aggiungere guide per ridurre le vibrazioni. I solventi non solventi più deboli consentono intercapedini d'aria più corte; l'uscita può avvicinarsi al bagno.

● Smusso di uscita: micro-smusso (0,1–0,3 mm) o transizione parabolica per evitare che i bordi si blocchino o si strappino.

● Geometria anti-disturbo: evitare gradini bruschi vicino allo scarico per ridurre l'impatto del riflusso della vasca.

● Spaziatura dei fori: aumentare la distanza tra i fori o aggiungere protezioni per evitare che si attacchino ad alti tassi di coagulazione.

● Resistenza alla corrosione: se il bagno contiene acidi/basi (ad esempio cellulosa rigenerata), migliorare i materiali di uscita.

● Varianti di filatura a umido: per una coagulazione rapida, utilizzare un'intercapedine d'aria minima o nulla (immersione nel bagno), che richiede una robusta sigillatura a immersione.

● Profilo di uscita aerodinamico: esterno conico/aerodinamico per ridurre le vibrazioni/allungamenti indotti dalla turbolenza prima del bagno.

● Direzione del flusso del bagno: disporre più orifizi con flusso del bagno per evitare effetti dello strato limite a monte sui fori a valle.

● Teoria: utilizzare calcoli basati su Hagen-Poiseuille con viscosità, setpoint di flusso e geometria (lunghezza, diametro idraulico) per stimare le cadute di pressione. Rapporto ΔP target ~1:1 ±10%.

● CFD: simula i campi di velocità/pressione e il comportamento dell'interfaccia per guidare la progettazione.

● Compensazione del progetto: per grandi contrasti di viscosità, accorciare/allargare i percorsi ad alto μ per bilanciare la resistenza.

● Forma del percorso di flusso: utilizzare canali gradualmente convergenti o ad area costante; evitare espansioni/contrazioni improvvise.

● Ottimizzazione del processo: regolare in modo indipendente la velocità/pressione della pompa dosatrice per bilanciare ΔP e ottenere la struttura desiderata.

● Monitoraggio della viscosità: misurare μ (ad esempio, viscosimetro rotazionale) e regolare pompe/valvole in base alle variazioni di μ per mantenere l'equilibrio.

● Percorsi di flusso doppi e indipendenti: due canali isolati co-estruderanno dope distinte per formare un doppio strato (ad esempio, pelle densa + supporto poroso).

● Controllo preciso del rapporto: rapporto di strato regolabile (comunemente da 1:1 a 1:3) tramite valvole/pompe indipendenti.

● Formazione sincrona: entrambi gli strati si incontrano e avvolgono il fluido del foro all'uscita per evitare la delaminazione.

● Corrispondenza dell'orifizio: diametro interno dell'orifizio dell'anello esterno 0,05–0,10 mm più grande dell'anello interno, adattato alle viscosità degli strati (μ più alto → orifizio leggermente più grande).

● Larghezza del canale: selezionare in base al flusso (ad esempio, 2-3 mm per flussi più elevati) per limitare la caduta di pressione.

● Lunghezza totale: attrezzatura adatta (tipicamente 50–100 mm); distanza tra la filiera e il bagno 5–10 mm per garantire una corretta fusione del doppio strato.

● Precisione estrema: tolleranza del diametro dell'orifizio ≤±0,0003 mm; concentricità ≤0,003 mm per garantire una perfetta uniformità delle dimensioni dei pori (10–100 nm) e prestazioni di gioco stabili.

● Materiali biocompatibili: acciaio inossidabile o titanio di grado medico; superficie Ra ≤0,5 μm; nessuna lisciviazione di ioni metallici; conforme alla norma ISO 10993.

● Affidabilità strutturale: i design degli inserti indipendenti (ad esempio, Trustech FCT Gen-5) consentono la sostituzione di un singolo orifizio senza arresto completo; i percorsi di flusso senza zone morte riducono la contaminazione residua.

● Canali a basso taglio: riducono al minimo l'adsorbimento/denaturazione delle proteine.

● Dimensionamento del tubo guida: la treccia passa attraverso una guida centrale; la sostanza polimerica esce da una fessura anulare e riveste la treccia. Diametro interno della guida leggermente più grande del diametro esterno della treccia

● Parametro chiave: spazio tra gli stampi: lo spazio anulare determina lo spessore del rivestimento; dimensione/regolazione in base alla viscosità della sostanza e allo spessore desiderato.

● Progettazione del percorso del flusso: garantire una pressione uniforme lungo la circonferenza per ottenere uniformità di spessore ed evitare rivestimenti eccentrici.

● Concentricità e micro-precisione ultra-elevate: deviazione dello spessore della parete ≤±2 μm; previene i difetti dei fori.

● Percorsi di flusso senza zone morte: evitano punti caldi di degradazione dei polimeri.

● Compatibilità con elevata viscosità: i polimeri comuni includono PI e PSf; richiedono canali grandi e una forte capacità di pressione.

● Compatibilità asciutto-umido: spesso sono necessari spazi d'aria più lunghi (5–20 cm) per formare una pellicola densa.

● Materiali ad alta temperatura: la filatura PI potrebbe richiedere >200°C.

● Precisione → uniformità: la tolleranza dell'orifizio e la concentricità determinano direttamente la variazione del diametro e l'eccentricità; l'elevata precisione può mantenere la variazione del diametro della fibra ≤5%.

● Struttura del percorso di flusso → formazione: la progettazione del collettore/equalizzazione regola la distribuzione della droga, evitando un'uscita multi-orifizio "a strisce".

● Materiale → stabilità: una resistenza all'usura insufficiente allarga gli orifizi; una scarsa compatibilità chimica provoca corrosione: entrambi degradano la qualità nel tempo.

● Tenuta e resistenza al flusso → continuità: perdite e resistenza non uniforme causano rotture o chiusura del lume, riducendo la resa.

● Dinamica della formazione del film: all'uscita (NIPS/TIPS), il rigonfiamento dell'estruso e l'interfaccia iniziale tra foro e guscio preparano il terreno per la separazione di fase, influenzando le dimensioni dei pori, la distribuzione e la porosità.

● Base: acciai inossidabili 304/316 per NIPS a temperature moderate; resistenti ai solventi comuni (etanolo, acqua).

● alta temperatura: leghe di nichel, leghe di titanio, SUS630 (17-4PH) per TIPS (100–260°C), con maggiore resistenza al calore e all'usura.

● Resistente alla corrosione: materiali rivestiti in Hastelloy e ceramica per solventi aggressivi (DMF, DMSO) e acidi/basi forti.

● Rivestimenti ausiliari: rivestimenti in PTFE o polisilossano sulle pareti dell'orifizio per aumentare l'idrofobicità e ridurre la deposizione.