Ametlik saavutusteade

Tuginedes sügavatele teadmistele mitmeteljelise täppistöötluse ja mikro-spetsialiseerunud töötluse vallas, oleme edukalt ületanud suure tihedusega, ebakorrapäraste mitme luumeniga distaalsete korpuste tootmisega seotud väljakutsed ja käivitanudMixCore seeria. Välisdiameetrit suurendamata võimaldab see seeria asümmeetriliste luumenite keerulisi kombinatsioone, sealhulgas D-kujulisi, ristkülikukujulisi ja trapetsikujulisi profiile korpuses, ning töötleb stabiilselt üliõhukesi vaheseinaribasid paksusega vaid 0,05 mm, mis eraldavad külgnevaid luumeneid. See läbimurre võimaldab järgmise põlvkonna endoskoopides integreerida suurema suurusega pildiandureid, funktsionaalsemaid kanaleid (nt spetsiaalsed veevarustus-/õhuvarustus-/imemis-/instrumendikanalid) ja lisaandureid, mis on modulaarsete funktsioonide disainitrendi juht ja endoskoobi distaalsete otste suure tihedusega integreerimine.

Teadus- ja arendustegevuse taust ja valupunktid

Kiired edusammud endoskoopilise diagnoosimise ja ravi vallas on põhjustanud distaalsete otste funktsionaalsete vajaduste plahvatusliku kasvu: alates lihtsast vaatlusest kuni samaaegse niisutamise, imemise, biopsia, terapeutiliste sekkumiste (nt laser, raadiosagedus) ja mitmemõõtmelise tuvastamiseni (nt rõhk, ultraheli). Endoskoopide välisläbimõõtu piiravad aga loomulikud inimkeha luumenid ja neid ei saa lõputult suurendada. Seega on insenerid sunnitud korraldama erinevaid kanaleid piiratud ristlõikepiirkonnas (nt 2,8 mm läbimõõduga seedetrakti endoskoobi distaalses otsas), sarnaselt miniatuurse linnaplaani kavandamisega. Tavaline ümmargune puurimine on madala ruumikasutuse korral ebaefektiivne ega suuda moodustada ebasilindriliste komponentide jaoks ebakorrapäraseid luumeneid. Veelgi enam, üliõhukeste vaheseinaribide töötlemine eraldatud luumenite jaoks põhjustab tööriista ebapiisava jäikuse, lõikejõudude või termilise deformatsiooni tõttu kergesti ribi paindumist, murdumist või mõõtmete hälbeid - on tootmises üldiselt tunnustatud keelutsoon.

Peamised tehnoloogilised uuendused

1. Topoloogia-optimeerimisel põhinev valendiku paigutus ja ribikujundusTegeleme ja pakume inseneri optimeerimise teenuseid alates klientide ideekavandi etapist. Kasutades topoloogia optimeerimise algoritme, genereerime automaatselt optimaalselt jaotatud ribivõrgu antud väliskontuuride ja komponentide ruuminõuete piirangute alusel. Maksimaalset üldist jäikust ja minimaalset pingekontsentratsiooni sihiv algoritm loob pigem bioonilised ribide geomeetriad (nt kõverad ribid, kärgstruktuuri ribid), mitte lihtsaid sirgeid vaheseinu. See disain võimaldab isegi 0,05 mm paksustel ribidel saavutada märkimisväärset painde- ja survetakistust, pannes aluse järgnevaks töötlemiseks.
2. Kihiline skaneeriv mikroelektriline tühjendustöötlus (μ-EDM)Üliõhukeste ribide, sügavate kitsaste soonte ja ebakorrapäraste profiilide puhul kasutame peamiselt mikroelektrilahendusega töötlemist. Oleme välja töötanud kihilise skaneerimisega tühjendustöötluse, kasutades mikroelektroode läbimõõduga 0,02–0,1 mm. Ühe impulsi energia ja tühjendusvahede täpse juhtimisega saavutatakse mikronisuurune materjali ablatsioon peaaegu null töötlemisjõuga, vältides õhukeste ribide ekstrusioonist tingitud deformatsiooni mehaanilisest lõikamisest. Koos mitmeelektroodilise koordineerimisstrateegia ja elektroodide kulumise kompenseerimisega töödeldakse suvalise keeruka 2D ristlõikega ja mitme millimeetri sügavusega luumeni struktuure täpsusega ±3 μm.
3. Ultra-kiire mikrofreesimine koos on-line vibratsiooni summutusegaFreesitavate piirkondade jaoks kasutame ülikiire mootoriga spindleid, mille pöörlemiskiirus on kuni 160 000 p/min, mis on ühendatud dünaamiliselt tasakaalustatud mikrootsfreesidega (minimaalne läbimõõt: 0,1 mm). Tööpingid integreerivad aktiivse vibratsioonijuhtimissüsteemi, mis neutraliseerib reaalajas piesoelektriliste täiturmehhanismide kaudu lõikamise ajal tekkivat värisemist. Samal ajal vähendavad täiustatud strateegiad, nagu freesimine ja spiraalne interpolatsioon, koos minimaalse koguse määrimisega (MQL) lõikejõude ja optimeerivad soojuse hajumist üliõhukeste ribide töötlemisel, säilitades ribide mõõtmete stabiilsuse ja perpendikulaarsuse.

Töömehhanism

MixCore seeria korpuste põhiväärtus seisneb sellesendoskoobi distaalsete otste ruumilise struktuuri ümberdefineerimine. Põhimõtteliselt toimivad nende keerulised mitme luumeniga struktuurid täpselt arvutatud mikrovedelike ja torujuhtmete jaoturitena. D-kujulised või ristkülikukujulised luumenid ümbritsevad tihedalt CMOS-pildiandureid, vabastades väärtuslikku ümarate nurkadega ruumi valgustuskiu kimpude paigutamiseks. Spetsiaalsete niisutus- ja imemiskanalite optimeeritud vedeliku ristlõiked vähendavad ummistumise ohtu ja parandavad tõhusust. Miniatuursete ultrahelisondide või laserkiudude jaoks reserveeritud kanalitel on sisselaskeavade juures täpsed juht- ja tihendusstruktuurid. Neid funktsionaalseid üksusi eraldavad 0,05 mm paksused ribid - õhukesed, kuid tugevad, nagu kõrghoonete kandvad seinad. Valmistatud ülitugevast roostevabast terasest või titaanisulamist ja optimeeritud bioonilise topoloogia disainiga, võimaldavad need ühtlaselt pingeid üle kanda ribide võrgus ja hoiavad ära lokaalse pinge kontsentratsiooni põhjustatud murdumise. Kogu korpus muutub seega miniatuurseks funktsionaalseks kandjaks, mis tasakaalustab ülikõrget ruumikasutust ja konstruktsiooni terviklikkust.

Jõudluse kinnitamine

Tegime MixCore seeria korpustega läbi ekstreemsed testid: rõhutestimisel jäid sisemised sõltumatud vedelikukanalid 0,5 MPa rõhu all lekkevabaks, ilma külgnevate luumenite vahelise ristkõneta. Mikrosondi koormustestid 0,05 mm ribidega näitasid, et need taluvad külgjõude üle 5 N ilma plastilise deformatsiooni või purunemiseta, mis ületab tunduvalt tegelikke kasutuskoormusi. Endoskoobideks kokkupanduna ei näidanud sisemusse integreeritud funktsionaalsed kanalid (optilised kiud, juhtmed, instrumendid) pärast kümneid tuhandeid soolestiku peristaltikat simuleerivaid väsimuspainutustsükleid kahjustusi ega jõudluse halvenemist, mis oleks põhjustatud korpuse deformatsioonist. Kliendirakenduste juhtumid näitavad, et üks tootja kasutas seda tehnoloogiat kõrglahutusega kaamera, ühe kanali ja ühe laservalgustuse kanali, kaks laserkanalit2 integreerimiseks. tööinstrumendi kanal 3,5 mm läbimõõduga ureteroskoopi distaalsesse otsa, saavutades enneolematu funktsionaalse integratsiooni. See toode on saanud FDA heakskiidu ja edukalt turule toodud.

Teadus- ja arendustegevuse strateegia ja filosoofia

Me järgime strateegiatfunktsioonidele orienteeritud integreeritud projekteerimine ja tootmine. Ülikeeruliste komponentide, nagu distaalsed korpused, projekteerimine ja tootmine peavad olema algusest peale sügavalt integreeritud. Meie insenerid on nii projekteerijad kui protsessispetsialistid. See, mida me klientidele ei paku, ei ole pelgalt mehaaniline teenus, vaid terviklikud lahendused funktsionaalsetest kontrollnimekirjadest kuni valmistatavate kujundusteni. Oleme loonud ulatusliku "funktsioonide protsessi võimekuse" andmebaasi, mis võimaldab kiiresti sobitada mis tahes uue disainikontseptsiooni valideeritud tootmisprotsessidega või käivitada uue protsessi arendamise. Meie filosoofia on:Ükski geomeetriline kuju ei ole valmistatav; avastamata jäävad vaid tootmismeetodid. Näeme iga rasket tellimust kui võimalust tehnoloogiliseks arenguks, olles pühendunud täppistootmise piiride nihutamisele ja meditsiiniseadmete miniaturiseerimise ja integreerimise takistuste kõrvaldamisele.

Tuleviku väljavaade

Endoskoobi distaalsete otste tulevane integreerimine areneb edasimikrosüsteemide kokkupanek ja heterogeenne liitmine. Uurime hübriidvormimist, milles kombineeritakse mikrovormimist metallkorpustega, et töötada välja sekundaarsed vormimistehnoloogiad täppisplastist vooderdiste või funktsionaalsete komponentide jaoks, luues hübriidmaterjalist distaalseid struktuure. Samal ajal uurime manustatud funktsionaalsete funktsioonide, nagu mikrovedeliku ventiilide ja optiliste filtrite paigalduspilude otsest moodustumist korpuste sees töötlemise ajal. Vaadates kaugemale tulevikku, keskendume mikroelektromehaaniliste süsteemide (MEMS) integreerimisele korpustega. Tulevikus võidakse osalisi optilisi või andurifunktsioone valmistada otse korpuste räni- või klaasalustele, saavutades lõpuks miniaturiseerimise lõppeesmärgi.chip-as-distal-tip, mis avab uued horisondid mitteinvasiivseks või ultraminimaalselt invasiivseks diagnoosimiseks ja raviks.