The plastic tubing in catheter is manufactured by extrusion. In this study, computer simulation was performed and results were compared for two types of dies, specifically, straight die and crosshead die for the extrusion of catheter tubing. A spider leg supports the mandrel in the straight die and this die is attached to the extruder in the same line. For the crosshead die, mandrel contains helical grooves and the die is attached to the extruder at an angle of 90o. The pressure, velocity, streamline, wall shear stress, and residence time in the two types of dies were analyzed and compared through computer simulation. The velocity difference in the die land region where the size of catheter tubing is determined between the two types of dies was large whereas the pressure drops in the two dies were similar. A complex flow pattern was observed in the crosshead die and subsequently, the residence time in the crosshead die was three times longer that of the straight die. Wall shear stress in the crosshead die was much smaller than that of the straight die. Thus, more stable extrusion of catheter tubing is expected for the crosshead die.

카테터의 플라스틱 튜빙은 압출 공정을 통해 제작된다. 본 연구에서는 카테터 튜빙 압출을 위한 두 가지 다이 즉 스트레이트 다이와 크로스헤드 다이를 해석적으로 비교하고 분석하였다. 스트레이트 다이는 스파이더 레그를 통해 맨드럴이 지지되는 형태이며 압출기와 동일한 방향으로 다이가 장착된다. 크로스헤드 다이의 경우 나선 홈을 가진 맨드럴을 포함하고 있으며 압출기와 수직으로 장착된다. 컴퓨터 해석을 통하여 두 종류의 다이에서 압력, 속도, 유선, 전단응력, 그리고 체류시간 등을 비교 분석하였다. 해석결과 스트레이트 다이와 크로스헤드 다이에서 압력 강하는 유사하지만 튜빙의 크기를 결정짓는 다이 랜드 구간에서 속도차이가 컸다. 내부의 흐름이 복잡한 크로스헤드 다이에서 스트레이트 다이에 비해 체류시간이 세배 정도 길었다. 다이 랜드 벽면의 전단응력은 크로스헤드 다이에서 스트레이트 다이보다 낮게 분포되어 보다 안정된 압출이 예측되었다.

Keywords: catheter tubing, 2-lumen, computer simulation, straight die, crosshead die