Por que os PCBs Flex são usados ​​em dispositivos médicos e vestuário?

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Por que os PCBs Flex são usados ​​em dispositivos médicos e vestuário? 3Por que os PCBs Flex são usados ​​em dispositivos médicos e vestuário?

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Wearables para fitness e dispositivos médicos – incluindo dispositivos médicos wearable e dispositivos médicos implantáveis ​​- tornaram-se cada vez mais populares e prevê-se que esses mercados cresçam ainda mais nos próximos anos. E eles têm algo em comum: a maioria deles requer PCBs flex. Explicamos por que os PCBs flex são usados ​​em dispositivos médicos e wearables.

No entanto, com as novas tecnologias, surgem novos desafios de design. Para ajudar as empresas à medida que avançam nessa área, vamos analisar mais de perto algumas das tendências de design mais importantes.

A grande imagem

A partir de uma perspectiva geral, há duas questões amplas que precisam ser lembradas à medida que as empresas buscam projetar wearables e dispositivos médicos relacionados à saúde: finalidade e usabilidade.

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Em primeiro lugar, o dispositivo médico ou vestível deve servir a um propósito claro e valioso. Isso pode parecer óbvio, mas o fato é que as startups vestíveis geralmente começam com uma solução em busca de um problema. Em vez disso, os designers de vestuário e médicos devem começar identificando e compreendendo um desafio clínico existente que seu dispositivo ajudará a resolver ou aliviar, afirma Peter Rucinski, colaborador do blog Solidworks.

Usabilidade

Da mesma forma, os dispositivos médicos e, ainda mais significativamente, os wearables precisam fazer sentido. Wearables e dispositivos médicos têm critérios de design diferentes e exigem uma perspectiva diferente da dos designs para, por exemplo, smartphones. Muitos designers analisam os wearables com a mesma perspectiva que usam no desenvolvimento de smartphones, como explica Liz Stinson da Wired. Simplificando, essa abordagem não funciona. Wearables e dispositivos médicos precisam ser mais precisos e mais especializados, e eles têm requisitos físicos exclusivos. O foco na usabilidade é essencial para garantir que o dispositivo, seja ele qual for, ofereça valor e utilidade definitivos.

Considerações físicas

Depois de finalizar os detalhes do projeto, o foco passa para a conceituação e transforma os seus OBJETIVOS em realidade.

Com um conceito em prática, a questão se torna atualização. E quando se trata de dispositivos médicos e de tecnologia portáteis no setor de assistência médica, há novamente duas áreas-chave para se concentrar.

Miniaturização

Para pensar grande neste setor, você precisa pensar pequeno. Uma tendência importante entre dispositivos médicos e wearables é a miniaturização – esses gadgets precisam ser o menor possível, enquanto ainda executam com segurança as funções designadas. De fato, muitas empresas agora pretendem minimizar o tamanho de seus eletrônicos até o ponto em que são efetivamente “invisíveis” ao indivíduo, como Andy Schimmoeller e Jeffrey Friend destacam para o MDDI.

“Para pensar grande, você precisa pensar pequeno.”

Flexibilidade

Tão importante quanto isso, as empresas nessa área precisam lidar com as dificuldades de design da flexibilidade. Isso é especialmente verdadeiro quando se trata de dispositivos de vestir, que normalmente devem acomodar circunstâncias mais flexíveis e versáteis do que a maioria dos eletrônicos. A flexibilidade é particularmente desafiadora para os projetistas no setor de assistência médica, porque essa não foi uma consideração importante para os eletrônicos médicos no passado. A maioria desses tipos de dispositivos costumava ser maior e mais rígida, como Frank Vinluan destaca em um relatório MDDI separado. Com o crescente destaque de wearables e dispositivos médicos implantáveis, isso está mudando. Ao contrário de suas alternativas rígidas, os PCBs flex e rigid-flex são mais duráveis, mais resistentes ao calor e – você adivinhou – mais flexíveis também.

As vantagens do Flex PCB para a indústria médica

Juntos, esses requisitos físicos tornam as placas de circuito impresso flexíveis um ajuste natural para wearables e dispositivos médicos no setor de saúde.

Vinluan afirmou isso, escrevendo: “À medida que os wearables expandem sua presença no espaço dos dispositivos médicos, os circuitos eletrônicos bidimensionais não são mais ideais. Os dispositivos que possuem peças móveis interconectadas ou sensores afixados a um paciente exigem circuitos impressos flexíveis. ”

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Os PCBs flex têm a vantagem de não apenas serem mais flexíveis do que seus equivalentes rígidos, mas também podem ser menores, mais leves e, criticamente, mais duráveis. Tudo isso faz dos PCBs flex a escolha ideal para a tecnologia wearables.

A flexibilidade é essencial para os equipamentos de saúde.
A flexibilidade é essencial para os equipamentos de saúde.

Obviamente, existem muitas decisões de design diferentes quando se trata de flexibilizar PCBs, e é essencial que os designers dessa área levem em conta os elementos exclusivos dos dispositivos de assistência médica. Para obter mais detalhes sobre as diretrizes e regras para seu projeto específico, você precisa saber em que classe e tipo de placa flexível sua placa se enquadra.

Os PCBs flex usados ​​em dispositivos médicos oferecem tanta confiabilidade quanto alternativas rígidas, se não mais, além de oferecer maior durabilidade. A questão em questão é fazer as escolhas corretas de design com PCBs flex. Um exemplo notável é a questão de qual classe de fabricação utilizar, dada a natureza e a finalidade específicas do dispositivo vestível ou médico em questão.

Os desafios e os requisitos dos PCBs flex para tecnologias vestíveis

Em uma entrevista recente, o especialista em circuitos flexíveis Vern Solberg abordou alguns dos principais casos de uso emergentes de wearables, incluindo dispositivos funcionais projetados para militares e profissionais médicos, como monitores cardíacos. Além disso, ele observou que os PCBs flex estavam evoluindo para que pudessem ser usados ​​na indústria médica para aplicações que incluem sistemas de administração de medicamentos e relógios de pulso que podem acompanhar os dados do sistema circulatório e respiratório e enviá-los ao cardiologista do usuário.

No que diz respeito aos PCBs flex dentro desses dispositivos, Solberg explicou que a pequena escala exigida por aplicativos flex comuns significa que tudo no interior está ficando menor, o que pode criar alguns desafios significativos no processo de PCB.

“[The flex PCB teardowns I have seen are] encolhendo tudo ”, ele disse. “Portanto, eles estão desafiando o fornecedor a talvez ir para linhas e espaços mais finos, cobre mais fino, material base mais fino, e tudo isso realmente tem a ver com a aplicação. Eles absolutamente precisam de um fator de forma muito fino e muito pequeno e, portanto, estão forçando os limites do que o fornecedor pode construir. ”

Na mesma linha, Solberg reconheceu que o cobre “não convencional” estava se tornando mais comum em PCBs flex, como uma maneira de contornar algumas das limitações das ligas tradicionais. Por exemplo, mesmo o cobre com um raio de curvatura decente pode se tornar mais frágil ao longo do tempo, resultando em microfissuras. Algumas empresas realmente se voltaram para o acúmulo de cobre em vez de cobre laminado (o que requer uma orientação do grão) para resolver esses problemas e, ao mesmo tempo, obter linhas e traços mais refinados. Solberg afirmou que não está claro se o cobre laminado ou acumulado foi, em última análise, mais robusto.

PCB Design

Tags: dispositivos implantáveis, dispositivos médicos, tecnologia vestível

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