Ametlik saavutusteade

Käivitame ametlikultJingmou seeriaülitäpsed distaalsed korpused, mis tähistavad verstapostilist läbimurret endoskoobi distaalse otsa integreerimise tehnoloogias. Äärmuslike mõõtmete ja positsioonitolerantside ±0,005 mm tootega kapseldatakse suurepäraselt miniatuursed kaamerad, valgustusoptilised kiud, vedelikukanalid ja instrumentide töökanalid minimaalse läbimõõduga, vaid 1,5 mm ruumis. Kombineerides 5-teljelise CNC mikrofreesimise mikroelektrilise tühjendustöötlemisega (mikro-EDM), oleme saavutanud keeruliste mitme valendiku geomeetriate ja teravate siseprofiilidega jämevaba tootmise, pakkudes laitmatut struktuurset alust järgmise põlvkonna kõrglahutusega, 3D- ja robotite abil endoskoopide jaoks.

Teadus- ja arendustegevuse taust ja valupunktid

Tavapäraste endoskoobi distaalsete komponentide tootmist on pikka aega piiranud kompromiss nende vahelfunktsionaalne integratsioon ja konstruktsiooni tugevus. Üha enam miniatuursete CMOS/CCD-andurite, suurema pikslisisaldusega optiliste moodulite ja täiendavate funktsionaalsete kanalite mahutamiseks on sisemised korpuse struktuurid muutunud keerukamaks. Traditsioonilistel töötlemismeetoditel (nt puurimine, 2,5-teljeline freesimine) on aga raskusi suure täpsusega, ebakorrapärase kujuga luumenite tootmisega mikroskaalal. Ebateravad sisenurgad põhjustavad optiliste komponentide nihkeid mikronitasemel, põhjustades kujutise moonutusi, optilise tee kadu või ebaühtlast valgustust. Valendiku sees olevad pursked ja mikroebakorrapärasused kriimustavad õrnaid kiukimpusid ja andurikaableid, mis on seadme enneaegse rikke peamiseks põhjuseks. Kliiniline tagasiside näitab, et ligikaudu 15% endoskoobi pildikvaliteedi probleemidest (nagu vinjeteerimine, moonutused ja pikslite anomaaliad) tulenevad distaalsete korpuste ebapiisavast valmistamise täpsusest.

Peamised tehnoloogilised uuendused

• 5-teljelise mikrofreesimise ja mikro-EDM hübriidprotsessOleme välja töötanud patenteeritud hübriidtootmise töövooesmalt freesimine, seejärel EDM viimistlus. Esiteks kasutatakse 5-teljelises CNC-pingis ülikõvast sulamist mikrolõikureid, mille läbimõõt on vähemalt 0,1 mm, et teostada mikronitasemel mikrofreesimist meditsiinilise roostevaba terase või titaanisulami jaoks, moodustades eelnevalt esmased luumenid. Seejärel rakendatakse mikro-EDM-i täpsetele sisemistele täisnurksetele nurkadele, sügavatele kitsastele soontele ja üliõhukestele (kuni 0,05 mm) ribidele, millele freesid ei pääse ligi. Isearendatud elektroodide sidumise ja teekonna kompenseerimise algoritmidega saavutab mikro-EDM mõõtmete täpsuse ±2 μm ja pinna kareduse Ra on väiksem või võrdne 0,2 μm, realiseerides suurepäraselt teravad sisenurgad ja jämevabad pinnad.
• Suletud ahelaga töötlemise kompenseerimissüsteem, mis põhineb masinas asuvatel sondidelTööpinkidesse on integreeritud ülitäpsed kontaktsondid ja valge valgusega interferomeetrid. Pärast peamisi töötlemisetappe tehakse töödeldava detaili in situ mõõtmised, et koguda reaalajas andmeid, sealhulgas luumeni mõõtmeid, asendi täpsust ja ringikujulisust. Süsteem võrdleb mõõdetud andmeid CAD-mudelitega, ennustab tehisintellekti algoritmide abil tööriista kulumise ja termilise deformatsiooni vigu ning kompenseerib dünaamiliselt järgnevates töötlemisetappides. See kontrollib partiidevaheliste kriitiliste mõõtmete kõikumiste standardhälvet 0,0015 mm piires, võimaldades äärmise tolerantsiga masstootmist.
• Mitmeastmeline nanoskaala pinnaviimistlustehnoloogiaJäreltöötlus hõlmab kolmeetapilist töövoogu:elektrokeemiline poleerimine-magnetorheoloogiline poleerimine-ülekriitiline CO₂ puhastamine. Elektrokeemiline poleerimine eemaldab mitu mikronit pinnamaterjali, et siluda mikrotippe ja orge. Magnetorheoloogiline poleerimine tagab nanomõõtmelise viimistluse kriitilistes kohtades, nagu optilised kinnituspinnad, saavutades peegelkvaliteediga viimistluse (Ra vähem kui 0,05 μm või sellega võrdne). Lõplik superkriitiline CO₂ puhastamine eemaldab täielikult submikronilise skaala jääkosakesed ja õlikiled kahjustamata, luues ideaalse substraadi järgnevaks steriilseks sidumiseks ja optiliste komponentide täpseks joondamiseks.

Töömehhanism

Selle toote põhimehhanism seisneb sellesabsoluutselt täpse füüsikalise koordinaatsüsteemi konstrueerimine valguse ja teabe jaoks. Iga korpuses olev luumen ja positsioneerimispind toimib optiliste ja elektrooniliste komponentide mikrokoostu alusena. Tolerants ±0,005 mm tagab, et optilise telje kõrvalekalle kaamera anduri tasapinna ja optiliste läätsede rühma vahel jääb allapoole tajutava pildimoonutuse läve. Teravad sisenurgad võimaldavad ebakorrapäraste optiliste komponentide (nt D-kujulised CMOS-andurid) lünkadeta paigaldamist, vältides steriliseerimise või kliinilise kasutamise ajal soojuspaisumisest ja kokkutõmbumisest põhjustatud mikroliikumist. Murdevabad sisekanalid kaitsevad 125 μm läbimõõduga optilisi kiude korduval sisestamisel ja väljatõmbamisel kahjustuste eest, tagades valguse ühtlase heleduse ja ühtluse. Üliõhukesed, kuid ühtlased ribi seinad (0,05 mm) maksimeerivad siseruumi ärakasutamist, säilitades samal ajal struktuuri üldise jäikuse tänu lõplikele elementidele optimeeritud disainile, mis talub keerulisi pingeid, mis tekivad endoskoobi paindumisel inimkeha sees.

Jõudluse kinnitamine

Optilise joonduse katsetes saavutavad Jingmou korpusega endoskoobimoodulid koaksiaalvea kaamera optilise telje ja mehaanilise telje vahel alla 0,01 kraadi ning paralleelsuse 1 kaaresekundi jooksul objektiivi fookustasandi ja anduri tasapinna vahel, ületades palju tööstusstandardeid. ISO 8600-3 standarderaldusvõimega testdiagrammidel näitab valmis endoskoop kesk- ja perifeerse piirkonna MTF (Modulation Transfer Function) sumbumise erinevust alla 5%, mis näitab paremat optilise joonduse järjepidevust. Usaldusväärsustestides on pärast 5 000 kõrgtemperatuuri-kõrgsurve steriliseerimise tsüklit võtmete kinnituspindade mõõtmete muutused alla 0,002 mm, ilma et luumenites korrosiooni ega osakeste teket ei täheldatud. Mitmete endoskoopide tootjate rakendusandmed näitavad, et selle korpuse kasutuselevõtt suurendab üldise pildikvaliteedi kontrolli esmakordset saagikust keskmiselt 18% ja vähendab distaalsete komponentide probleemidest põhjustatud müügijärgsete remonditööde määra 60%.

Teadus- ja arendustegevuse strateegia ja filosoofia

Toetame teadus- ja arendustegevuse filosoofiat:Täpsus on integratsiooni nurgakivi ja struktuur on funktsiooni kandja. Meie strateegiline lähenemine onkomponentide täpsuse tuletamine süsteemitaseme nõuetest. Selle asemel, et taotleda üksikute osade jaoks isoleeritud töötlemisindikaatoreid, tegeleme sügavalt klientide optilise ja süsteemi disainiga, mõistme kaameramoodulite joondustolerantsi ahelaid, kiukimpude painderaadiuse piiranguid ja niisutuskanalite hüdrodünaamilisi nõudeid. Need süsteemitaseme nõuded jaotatakse järk-järgult ja kaardistatakse iga korpuse geomeetrilise tunnuse tootmistolerantside ja pinnanõuetega. Selleks oleme loonud valdkondadevahelise ühise disainimeeskonna, mis hõlmab optikat, mehaanikat ja materjaliteadust. Võetakse kasutusele mudelipõhise definitsiooni (MBD) tehnoloogia, mis kasutab projekteerimise ja tootmise ainsa tõeallikana kõiki tolerantse ja märkusi sisaldavaid 3D-mudeleid, tagades kadudeta ülekande projekteerimise kavatsusest valmistoodeteni.

Tuleviku väljavaade

Tulevikus arenevad distaalsed korpused passiivsetest konstruktsioonikomponentidest kaugemaleaktiivsed intelligentsed platvormid. Arendame välja mikrovalgust juhtivate struktuuridega integreeritud korpuseid, kus korpuses olevad mikrostruktureeritud optilised lainejuhid asendavad osalisi valgustuskiudude funktsioone, et veelgi vabastada siseruumi. Vahepeal uurime manustatud mikrokanalite otsest lisamist korpuste sees ravimite kohalikuks kohaletoimetamiseks või temperatuuri reguleerimiseks. Vaadates kaugemale tulevikku, uurimeheterogeensetest materjalidest integreeritud tootmine, mille eesmärk on otse vormida isoleerivad või bioaktiivsed keraamilised/polümeersed funktsionaalsed tsoonid metallkorpuste kindlates kohtades, realiseerides struktuursete, elektriliste ja bioloogiliste funktsioonide monoliitset integreerimist. Aastaks 2030 loodame turule tuuasensoorsed intelligentsed distaalsed otsadsisseehitatud miniatuursete MEMS-anduritega (nt rõhk, temperatuur, pH), mis võimaldavad endoskoopidel pildistamise kõrval koguda reaalajas mitmemõõtmelisi biokeemilisi andmeid, mis juhatab sisse uue diagnostilise endoskoopia ajastu.