Anunț oficial de realizare

Bazându-ne pe experiența profundă în prelucrarea de precizie pe mai multe axe și prelucrarea microspecializată, am depășit cu succes provocările de fabricație pentru carcase distale cu mai multe lumeni, de înaltă densitate, neregulate și am lansatSeria MixCore. Fără a crește diametrul exterior, această serie permite combinații complexe de lumeni asimetrici, inclusiv profile în formă de D, dreptunghiulare și trapezoidale în carcasă și procesează în mod stabil nervuri despărțitoare ultra-subțiri cu o grosime de numai 0,05 mm, care separă lumenii adiacenți. Această descoperire permite endoscoapelor de generație următoare să integreze senzori de imagine de dimensiuni mai mari, canale mai funcționale (de exemplu, canale dedicate de alimentare cu apă/alimentare cu aer/aspirare/instrumente) și senzori auxiliari, conducând tendința de proiectare a funcțiilor modulare și a integrării de înaltă densitate la vârfurile distale ale endoscopului.

Fundal de cercetare și dezvoltare și puncte de durere

Progresele rapide în diagnosticul și tratamentul endoscopic au declanșat o creștere explozivă a cerințelor funcționale pentru vârfurile distale: de la simpla observare la irigare simultană, aspirație, biopsie, intervenții terapeutice (de exemplu, laser, radiofrecvență) și detecție multidimensională (de exemplu, presiune, ultrasunete). Cu toate acestea, diametrele exterioare ale endoscoapelor sunt limitate de lumenii naturali ai corpului uman și nu pot fi mărite la infinit. Inginerii sunt astfel forțați să aranjeze diverse canale într-o zonă limitată de secțiune transversală (de exemplu, vârful distal al unui endoscop gastrointestinal cu diametrul de 2,8 mm), la fel ca și planificarea unui aspect urban în miniatură. Găurirea circulară convențională este ineficientă cu utilizarea redusă a spațiului și nu poate forma lumeni neregulați pentru a găzdui componente necilindrice. În plus, prelucrarea nervurilor de despărțire ultra-subțiri pentru lumeni separați provoacă cu ușurință îndoirea nervurilor, ruperea sau netoleranța dimensională din cauza rigidității insuficiente a sculei, a forțelor de tăiere sau a deformării termice - o zonă interzisă universal recunoscută în producție.

Inovații tehnologice de bază

1. Aspect de lumen și proiectare nervură pe bază de topologieNe angajăm și oferim servicii de optimizare inginerească încă din etapa de proiectare conceptuală a clienților. Folosind algoritmi de optimizare a topologiei, generăm automat o rețea nervură distribuită optim sub constrângerile contururilor exterioare date și cerințele spațiale ale componentelor. Vizând rigiditatea totală maximă și concentrația minimă a tensiunii, algoritmul produce geometrii de nervuri bionice (de exemplu, nervuri curbate, nervuri de tip fagure) mai degrabă decât simple partiții drepte. Acest design permite chiar și nervurilor cu grosimea de 0,05 mm să atingă o rezistență remarcabilă la îndoire și compresiune, punând o bază de proiectare fezabilă pentru prelucrarea ulterioară.
2. Prelucrare cu descărcări micro-electrice cu scanare stratificată (μ-EDM)Pentru nervuri ultra-subțiri, caneluri adânci înguste și profile neregulate, adoptăm în principal prelucrarea cu descărcare microelectrică. Am dezvoltat prelucrarea prin descărcare cu scanare stratificată folosind micro-electrozi cu diametre de 0,02–0,1 mm. Prin controlul precis al energiei cu un singur impuls și a golurilor de descărcare, ablația materialului la scară micron este realizată cu o forță de prelucrare aproape zero, evitând deformarea indusă de extrudare a nervurilor subțiri din tăierea mecanică. Combinate cu o strategie de coordonare cu mai mulți electrozi și compensarea uzurii electrozilor on-line, structurile lumen cu secțiuni transversale 2D complexe arbitrare și adâncimi de câțiva milimetri sunt prelucrate cu o precizie de ±3 μm.
3. Microfrezare de ultra-înaltă viteză cu suprimare on-line a vibrațiilorPentru regiunile care pot fi frezate, folosim axuri cu motoare de viteză ultra-înaltă cu o viteză de rotație de până la 160 000 rpm, asociate cu microfreze de capăt echilibrate dinamic (diametru minim: 0,1 mm). Mașinile-unelte integrează un sistem activ de control al vibrațiilor care contracarează vibrațiile generate în timpul tăierii în timp real prin intermediul actuatoarelor piezoelectrice. Între timp, strategiile avansate, cum ar fi frezarea cu ciocănit și interpolarea elicoidă, împreună cu lubrifierea în cantitate minimă (MQL), reduc la minimum forțele de tăiere și optimizează disiparea căldurii în timpul prelucrării nervurilor ultra-subțiri, menținând stabilitatea dimensională și perpendicularitatea nervurilor.

Mecanism de lucru

Valoarea de bază a carcaselor din seria MixCore constă înredefinirea constituţiei spaţiale a vârfurilor distale ale endoscopului. În esență, structurile lor complexe multi-lumen acționează ca distribuitori de microfluide și conducte calculate cu precizie. Lumenii în formă de D sau dreptunghiulare învelesc îndeaproape senzorii de imagine CMOS, eliberând spațiu prețios cu colțuri rotunjite pentru aranjarea fasciculelor de fibre de iluminare. Secțiunile transversale optimizate ale fluidelor ale canalelor dedicate de irigare și aspirație reduc riscurile de înfundare și îmbunătățesc eficiența. Canalele rezervate sondelor cu ultrasunete miniaturale sau fibrelor laser au structuri precise de ghidare și etanșare la orificii de admisie. Aceste unități funcționale separă prin nervuri cu o grosime de 0,05 mm - subțiri, dar puternice, precum pereții portanti din clădirile înalte. Fabricate din oțel inoxidabil de înaltă rezistență sau aliaj de titan și optimizate prin designul topologiei bionice, ele permit transferul uniform al tensiunii în rețeaua nervurilor și previn fracturile cauzate de concentrarea locală a tensiunilor. Întreaga carcasă devine astfel un suport funcțional în miniatură, echilibrând utilizarea spațiului ultra-înalt și integritatea structurală.

Validarea performanței

Am efectuat teste extreme pe carcasele din seria MixCore: la testarea presiunii, canalele interne independente de fluid au rămas fără scurgeri sub presiunea de 0,5 MPa, fără interacțiuni între lumenii adiacenți. Testele de încărcare cu microsondă pe nervuri de 0,05 mm au arătat că acestea rezistă la forțe laterale care depășesc 5 N fără deformare plastică sau rupere, depășind cu mult sarcinile reale în funcționare. Când sunt asamblate în endoscoape, canalele funcționale integrate în interior (fibre optice, fire, instrumente) nu au prezentat nicio deteriorare sau degradare a performanței cauzate de deformarea carcasei după zeci de mii de cicluri de îndoire la oboseală care simulează peristaltismul intestinal. un vârf distal de ureteroscop cu diametrul de 3,5 mm, realizând o integrare funcțională fără precedent. Acest produs a obținut aprobarea FDA și a fost lansat cu succes pe piață.

Strategie și filosofie de cercetare și dezvoltare

Urmăm strategia deproiectare și producție integrate orientate către funcții. Pentru componentele ultra-complexe, cum ar fi carcasele distale, proiectarea și fabricarea trebuie să fie profund integrate încă de la început. Inginerii noștri sunt atât proiectanți, cât și specialiști în procese. Ceea ce oferim clienților nu sunt doar servicii de prelucrare, ci soluții complete, de la liste de verificare funcționale până la modele fabricabile. Am construit o bază de date extinsă de „funcție-proces-capacitate”, permițând potrivirea rapidă a oricărui nou concept de design cu procese de fabricație validate sau declanșând noi dezvoltări de procese. Filosofia noastră este:Nicio formă geometrică nu este nefabricabilă; doar metodele de fabricație rămân nedescoperite. Considerăm fiecare comandă cu dificultate ridicată ca o oportunitate de progres tehnologic, angajați să depășească limitele producției de precizie și să înlăture barierele pentru miniaturizarea și integrarea dispozitivelor medicale.

Perspectivele viitoare

Integrarea viitoare la vârfurile distale ale endoscopului va evolua spreasamblarea microsistemelor și fuziunea eterogenă. Explorăm modelarea hibridă care combină micro-turnarea cu carcase metalice pentru a dezvolta tehnologii secundare de turnare pentru căptușeli de plastic de precizie sau componente funcționale, creând structuri distale cu material hibrid. Între timp, studiem formarea directă a caracteristicilor funcționale încorporate, cum ar fi supapele de microfluid și fantele de montare a filtrului optic în interiorul carcasei în timpul prelucrării. Privind mai departe, ne concentrăm pe integrarea sistemelor micro-electro-mecanice (MEMS) cu carcase. În viitor, funcțiile optice parțiale sau ale senzorului pot fi fabricate direct pe substraturi de siliciu sau sticlă ale carcasei, atingând în cele din urmă obiectivul final de miniaturizare decip-ca-vârf-distal, deschizând noi orizonturi pentru diagnostic și tratament non-invaziv sau ultra-minim invaziv.