satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical University10.21122/2227-1031-2020-19-6-499-506sat-2385Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИTECHNICAL SCIENCESПластическое деформирование и электрофизикохимическая обработка трубчатых медицинских концентраторов-волноводовPlastic Deformation and Electrophysicochemical Treatment of Tubular Medical Concentrator WaveguidesВэньциДайWenqiDai

Аспирант

г. Минск

АлексеевЮ. Г.AliakseyeuYu. G.

Кандидаы технических наук, доцент

г. Минск

КоролёвА. Ю.KorolyovA. Yu.

Кандидаы технических наук, доцент

г. Минск

БудницкийА. С.BudnitskiyA. S.

Аспирант

Адрес для переписки: Будницкий Алексей Сергеевич  – Белорусский национальный технический университет, ул. Я. Коласа, 24, 220013, г. Минск, Республика Беларусь. Тел .: +375 17 292-76-78 budnitskiy@park.bntu.by

budnitskiy@park.bntu.byБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus202027112020196499506Copyright © Вэньци Д., Алексеев Ю.Г., Королёв А.Ю., Будницкий А.С., 20202020Вэньци Д., Алексеев Ю.Г., Королёв А.Ю., Будницкий А.С.Wenqi D., Aliakseyeu Y.G., Korolyov A.Y., Budnitskiy A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/2385

Ультразвуковые методы устранения непроходимости сосудов получили широкое распространение во всем мире. Преимущества – отсутствие оперативного вмешательства, низкая вероятность осложнений и стоимость лечения. Ультразвуковые волноводные системы для разрушения внутрисосудистых образований и устранения непроходимости сосуда изготавливаются в виде полых или сплошных длинномерных стержней постоянного и переменного сечений (концентраторов-волноводов). Ведутся разработки новых методик лечения, основанных на применении ступенчатых ультразвуковых волноводных систем трубчатого типа, позволяющих подавать жидкости в зону дислокации внутрисосудистого образования. Наличие в дистальной части таких волноводных систем полого сферического наконечника с осевым и боковыми микроотверстиями, предназначенными для воздействия образующейся кавитационной струей как на внутрисосудистое образование, так и на пораженный участок сосудистой стенки, позволяет восстанавливать проходимость сосуда с одновременным повышением эластичности сосудистой стенки. Такое комбинированное виброударное и кавитационное воздействие является в настоящее время одним из наиболее эффективных методов лечения внутрисосудистых образований. Анализ размеров, конструкций и материалов для изготовления трубчатых концентраторов-волноводов показывает, что их формообразование возможно проводить различными методами: холодного деформирования, механической, гидроабразивной обработки, с использованием сварочных (или родственных процессов), электролитических, а также комбинированных методов обработки. Существующие процессы получения длинномерных изделий малого диаметра, основанные на пластических методах, механической обработке и физико-технических методах, имеют ряд недостатков, не позволяющих изготавливать трубчатые концентраторы-волноводы с требуемыми характеристиками. В статье представлены результаты анализа литературных источников, а также выполненных экспериментальных исследований, которые позволили обосновать выбор методов поэтапного изготовления трубчатых концентраторов-волноводов: получение трубчатого ступенчатого элемента безоправочным волочением, получение рабочего наконечника раздачей и обжимом, получение боковых отверстий в рабочем наконечнике электрохимической прошивкой.

трубчатый концентратор-волноводвнутрисосудистые образованиясферический наконечникмикроотверстиеволочениеэлектрохимическая прошивкаtubular concentrator waveguideintravascular formationsspherical tipmicro-holedrawingelectrochemical сuttingReferencesВолновод для внутрисосудистой тромбоэктомии тромбов и тромбоэболов и метод его изготовления: пат. 005704 ЕАПО, МПК A61B 17/22, 17/32; C25F 3/16 / А. Г. Мрочек, И. Э. Адзерихо, Ю. Г. Алексеев, В. Т. Минченя, В. Н. Страх, А. Ю. Королёв; опубл. 09.02.2005.Mrochek A. G., Azeriho I. E., Aliakseyeu Yu. G., Minchenya V. T., Strakh V. N., Korolev A. Yu. (2005) Waveguide for intravascular thromboectomy of thrombi and thromboebols and method of its manufacture: Patent no. 005704 EAPO. (in Russian)..Seco, F. Modelling the Generation and Propagation of Ultrasonic Signals in Cylindrical Waveguides / F. Seco, A. R. Jiménez // Ultrasonic Waves /ed. A. Junior. Intech, 2012. https://doi.org/10.5772/29804Seco F., Jiménez A. R. (2012) Modelling the Generation and Propagation of Ultrasonic Signals in Cylindrical Waveguides. Junior A. (ed.) Ultrasonic Waves. Intech. https://doi.org/10.5772/29804Tao, Li. Horn-Type Piezoelectric Ultrasonic Transducer: Modelling and Applications / Li Tao, Ma1 Jan, F. L. Adrian // Advances in Piezoelectric Transducers / ed. Farzad Ebrahimi. 2011. https://doi.org/10.5772/28753Tao Li, Jan Ma1, Adrian F. L. (2011) Horn-Type Piezoelectric Ultrasonic Transducer: Modelling and Applications. Farzad Ebrahimi (ed. ) Advances in Piezoelectric Transducers. https://doi.org/10.5772/28753Минченя, В. Т. Перспективы использования гибких ультразвуковых волноводных систем в медицине и технике / В. Т. Минченя, Д. А. Степаненко // Приборы и методы измерений. 2010. № 1. С. 6−16.Minchenya V. T., Stepanenko D. A. (2010) Prospects for the use of flexible ultrasonic waveguide systems in medicine and technology. Pribory i metody izmereniy = Devices and methods of measurements, (1), 6-16 (in Russian).Минченя, В. Т. Применение ультразвуковых концентраторов-волноводов трубчатого типа для устранения непроходимости кровеносных сосудов / В. Т. Минченя, И. Э. Адзерихо, А. Ю. Королёв // Доклады БГУИР. 2016. Т. 101, № 7. С. 300–303.Minchenya V. T., Adzerikho I. E., Korolev A. Yu. (2016) Application of tube-type ultrasonic concentrators-waveguides to eliminate obstruction of blood vessels. Doklady BGUIR, 101 (7), 300–303 (in Russian).Электрохимическая прошивка микроотверстий в трубчатом ступенчатом концентраторе-волноводе медицинского назначения / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Наука и техника. 2019. Т. 18, № 5. С. 386–394. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-5-386-394.Aliakseyeu Yu. G., Korolyov A. Yu., Budnitskiy A. S., Wenqi Dai (2019) Electrochemical Cutting of Micro-Holes in Tubular Stepped Concentrator-Waveguide for Medical Purposes. Nauka i tekhnika = Science and Technique, 18 (5), 386–394 (in Russian). https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-5-386-394.Исаевич, Л. А. Исследование процесса получения высокопрочной проволоки из стали 12Х18Н10Т волочением с электролитно-плазменной обработкой поверхности / Л. А. Исаевич, Ю. Г. Алексеев, А. Ю. Королёв // Вестник БНТУ. 2005. № 6. С. 30–33.Isaevich L. A., Aliakseyeu Yu.G., Korolev A. Yu. (2005) Investigation of the process of obtaining high-strength wire from steel 12X18H10T by drawing with electrolytic-plasma surface treatment. Vestnik BNTU [Bulletin of Belarusian National Technical University], (6), 30–33 (in Russian).Полыко, А. Г. Технология получения трубок малого диаметра из ленты / А. Г. Полыко, Е. Н. Хотянович // Новые материалы и технологии их обработки: XIII Республ. студ. науч.-техн. конф. Минск: БНТУ, 2012. С. 90.Polyko A. G., Khotyanovich E. N. (2012) Technology for producing small diameter tubes from tape. Novye materialy i tekhnologii ikh obrabotki: XIII Respubl. stud. nauch.-tekhn. konf. [New Materials and Technologies for Their Processing: 13th Republican Student Scientific and Technical Conference]. Minsk, Belarusian National Technical University, 90 (in Russian).Виноградов, В. С. Оборудование и технология дуговой автоматической и механизированной сварки / В. С. Виноградов. М.: Академия, 2017. 319 c.Vinogradov V. S. (2017) Equipment and technology of automatic and mechanized arc welding. Moscow, Akademiya Publ. 319 (in Russian).Хомич, Н. С. Обработка поверхностей в магнитном поле: эффективность и экология / Н. С. Хомич, Ю. Г. Алексеев, B. C. Нисс // Литье и металлургия. 2006. № 3. С. 115–120.Khomich N. S., Aliakseyeu Yu. G., Niss V. S. (2006) Surface treatment in a magnetic field: efficiency and ecology. Lit'e i Metallurgiya = Foundry and Metallurgy, (3), 115-120 (in Russian).Нанотехнология полирования в магнитном поле поверхностей деталей оптики, электроники и лазерной техники / Н. С. Хомич [и др.] // Порошковая металлургия: достижения и проблемы: сб. докл. Междунар. науч.-техн. конф., 22–23 сент. 2005 г. Минск: БНТУ, 2005. С. 223–225.Khomich N. S., Aliakseyeu Yu. G., Niss V. S. [et al.] (2005) Nanotechnology of polishing in a magnetic field of surfaces of parts of optics, electronics and laser technology. Poroshkovaya metallurgiya: dostizheniya i problemy: sb. dokl. Mezhdunar. nauch.-tekhn. konf., 22–23 sent. 2005 g. [Powder Metallurgy: Achievements and Challenges. Proceedings of Scientific and Technical Conference, September 22-23, 2005]. Minsk, Belarusian National Technical University], 223-225 (in Russian).Применение импульсных режимов при электрохимическом полировании коррозионностойких сталей / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Наука и техника. 2019. Т. 18, № 3. С. 200–208. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-3-200-208.Aliakseyeu Yu. G., Korolyov A. Yu., Niss V. S., Parshuto A. E., Budnitskiy A. S. (2019) The Use of Pulse Modes in the Electrochemical Polishing of Corrosion-Resistant Steels. Nauka i tekhnika = Science & Technique, 18 (3), 200–208 (in Russian). https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-3-200-208Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки / Г. Л. Амитан [и др.]; под. общ. ред. В. А. Волосатова. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1988. 719 с.Amitan G. L., Baisupov I. A., Baron Yu. M., Blyashko Ya. I., Vagin V. A., Volosatov V. A., Kratysh G. S., Lubyanitskii G. D., Nemilov E. F., Popov N. M., Pugachev S. I., Ushomirskaya L. A., Finkel'shtein A. Ya., Shelestov A. M. (1988) Handbook of electrochemical and electrophysical processing methods. Leningrad, Mashinostroyenie Publ. 719 (in Russian).Электролитно-плазменная обработка: особенности формирования парогазовой оболочки и ее влияние на съем материала при обработке поверхностей металлических изделий / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Порошковая металлургия: достижения и проблемы: сб. матер. докладов Междунар. науч.-техн. конф., Минск, 22–23 сент. 2005 г. / Ин-т порошковой металлургии; редкол.: Н. И. Пирожник [и др.]. Минск, 2005. С. 236–245.Alekseev Yu. G., Kosobutskii A. A, Korolev A. Yu., Niss V. S., Kucheryavyi V. D., Povzhik A. A. (2005) Electrolytic-plasma treatment: features of the formation of a vapor-gas shell and its effect on material removal during surface treatment of metal products. Poroshkovaya metallurgiya: dostizheniya i problemy: sb. mater. dokladov Mezhdunar. nauch.-tekhn. konf., Minsk, 22–23 sent. 2005 g. [Powder Metallurgy: Achievements and Challenges. Proceedings of Scientific and Technical Conference, September 22-23, 2005]. Minsk, 236–245 (in Russian).Электролитно-плазменное полирование титановых и ниобиевых сплавов / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Наука и техника. 2018. Т. 17, № 3. С. 211–219. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-3-211-219.Aliakseyeu Yu. G., Korolyov A. Yu., Niss V. S., Parshuto A. E., Budnitskiy A. S. (2018) Electrolyte-Plasma Polishing of Titanium and Niobium Alloys. Nauka i tekhnika = Science & Technique, 17 (3), 211-219 (in Russian). https://doi.org/10.21122/2227-1031-2018-17-3-211-219Модель размерного съема материала при электролитно-плазменной обработке цилиндрических поверхностей / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Наука и техника. 2012. № 3. С. 3–6.Alekseev Y. G., Korolyov A. Y., Parshuta A. E., Niss V. S. (2012) Model for Metal Removal in Electrolyte-Plasma Treatment of Cylindrical Surfaces. Nauka i tekhnika = Science & Technique, (3), 3-6 (in Russian).Семченко, Н. И. Коррозионное поведение аустенитных нержавеющих сталей после электролитно-плазменного полирования / Н. И. Семченко, А. Ю. Королёв // IV Междунар. симпоз. по теоретич. и приклад. плазмохимии, 13−18 мая 2005 г., г. Иваново, Россия: сб. тр. Иваново: Ивановский гос. хим.-технол. ун-т, 2005. Т. 2. C. 406−409.Semchenko N. I., Korolev A. Yu. (2005) Corrosion behavior of austenitic stainless steels after plasma electrolytic polishing. IV Mezhdunar. simpoz. po teoretich. i priklad. plazmokhimii, 13−18 maya 2005 g., g. Ivanovo, Rossiya: sb. tr. T. 2 [4th International Symposium on Theoretical and Applied Plasma Chemistry, May 13−18, 2005, Ivanovo, Russia: Proceedings of the Symposium. Vol. 2]. Ivanovo, Publishing House of Ivanovo State University of Chemistry and Technology, 406-409 (in Russian).Алексеев, Ю. Г. Комплексная технология изготовления изделий медицинской техники, основанная на пластическом деформировании и физико-технических методах / Ю. Г. Алексеев, В. Н. Страх, А. Ю. Королёв // Литье и металлургия. 2005. № 4. С. 180–187.Aliakseyeu Yu. G., Strakh V. N., Korolev A. Yu. (2005) Integrated technology for the manufacture of medical equipment based on plastic deformation and physical and technical methods. Lit'e i Metallurgiya = Foundry and Metallurgy, (4), 180-187 (in Russian).Исследование влияния промежуточной электролитно-плазменной обработки в процессе деформационного упрочнения волочением / Ю. Г. Алексеев [и др.] // Вестник ПГУ. № 3. Серия В. Промышленность. Прикладные науки. 2012. № 11. С. 85–90.Alekseev Y., Isaevich L., Korolev A., Niss V. (2012) Investigation of the influence of intermediate electrolytic-plasma treatment in the process of strain hardening by drawing. Vestnik PGU. Seriya V. Promyshlennost'. Prikladnye nauki = Vestnik of PSU Series B. Industry. Applied Sciences, (11), 85-90 (in Russian).Kong, M. C. Aspects of Material Removal Mechanism in Plain Waterjet Milling on Gamma Titanium Aluminide / M. C. Kong, D. Axinte, W. Voice // Journal of Materials Processing Technology. 2010. Vol. 210. P. 573–584. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2009.11.009Kong M. C., Axinte D., Voice W. (2010) Aspects of Material Removal Mechanism in Plain Waterjet Milling on Gamma Titanium Aluminide. Journal of Materials Processing Technology, 210, 573–584. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2009.11.009Ultrashort Pulsed Laser Drilling and Surface Structuring of Microholes in Stainless Steels / L. Romoli [et al.] // CIRP Annals – Manufacturing Technology. 2014. Vol. 63. N. 1. P. 229–232.Romoli L., Rashed C.A.A., Lovicu G., Dini G., Tantussi F., Fuso F., Fiaschi M. (2014) Ultrashort Pulsed Laser Drilling and Surface Structuring of Microholes in Stainless Steels. CIRP Annals – Manufacturing Technology, 63 (1), 229–232. https://doi.org/10.1016/j.cirp.2014.03.053Физико-химические методы обработки в производстве газотурбинных двигателей / Ю. С. Елисеев; под ред. Б. П. Саушкина. М.: Дрофа, 2002. 656 с.Eliseev Yu. S., Krymov V. V., Mitrofanov A. A., Saushkin B. P. (2002) Physicochemical treatment methods in the production of gas turbine engines. Moscow, Drofa Publ. 656 (in Russian).Mingcheng, G. Electrochemical Micromachining of Square Holes in Stainless Steel in H2SO4 / G. Mingcheng, Z. Yongbin, M. Lingchao // International Journal of Electrochemical Science. 2019. Vol. 14. P. 414–426. https://doi.org/10.20964/2019.01.40Mingcheng G., Yongbin Z., Lingchao M. (2019) Electrochemical Micromachining of Square Holes in Stainless Steel in H2SO4. International Journal of Electrochemical Science, 14, 414–426. https://doi.org/10.20964/2019.01.40Rakhimyanov, Kh. Рrospects of Combining Electro-Erosive and Electrochemical Processes in Forming the Holes of a Small Diameter in Difficult-to-Process Materials / Kh. Rakhimyanov, S. Vasilevskaya // MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 224. P. 01013. https://doi.org/10.1051/matecconf/201822401013Rakhimyanov Kh., Vasilevskaya S. (2018) Рrospects of Combining Electro-Erosive and Electrochemical Processes in Forming the Holes of a Small Diameter in Difficult-to-Process Materials. MATEC Web of Conferences, 224, 01013. https://doi.org/10.1051/matecconf/201822401013

The authors declare that there are no conflicts of interest present.