Vyhlásenie výsledkov:

Systematicky sme vysvetľovali revolučnú výrobnú paradigmu"integrované,{0}}jednorazové upnutie"čeľuste robotickej chirurgickej kliešte založenej na japonskom presnom sústružníckom a frézovacom centre Mazak QTE-100MSYL s piatimi-osovými联动联动. Táto technológia prelomila geometrické obmedzenia tradičných-trojosových strojov a dosiahla-jednorazové presné frézovanie a tvarovanie zložitých prietokových kanálov, priestorovo skrútené zakrivené povrchy, mikrozúbkové vzory a vysoko presné -diery pre pánty vo vnútri čeľuste klieští. Pozdvihol slobodu dizajnu, presnosť výroby a efektivitu na novú úroveň a skutočne previedol digitálny trojrozmerný model bez straty na fyzickú entitu.

Body bolesti na pozadí výskumu a vývoja:

Čeľuste robotických chirurgických klieští nie sú jednoduché ploché dosky alebo rovné tyče. Ich dizajn zahŕňa zložité ergonomické krivky, vnútorné káblové/rúrkové kanály, presné rotačné kĺbové štruktúry a mikroskopické vzory zubov pre zvýšenú silu uchopenia. Tradičná výroba sa opiera o viac{2}}krokovú kombináciu procesov"sústruženie + viac{1}}osové frézovanie + obrábanie elektrickým výbojom + ručné leštenie."Tento model má fatálne chyby: viacnásobné upnutie spôsobuje kumulatívne chyby, čo sťažuje zaručenie kritických rozmerových tolerancií (ako je symetria dvoch čeľustí klieští, sústrednosť otvorov pre pánty); spracovanie zložitých vnútorných dutín a kanálov je ťažké, čo vedie k nízkej kvalite povrchu; konzistencia spracovania mikroskopických vzorov zubov je nízka a spolieha sa na kvalifikovaných pracovníkov. To vedie k veľkým výkyvom v konzistencii produktov, nízkej efektívnosti výroby a sťažuje dosiahnutie komplexnejších a optimalizovaných návrhov. Trh naliehavo potrebuje univerzálne výrobné riešenie, ktoré dokáže presne a bez problémov realizovať zložité návrhy s vysokou presnosťou.

Hlavná technologická inovácia:

Naša hlavná inovácia spočíva v-hĺbkovej aplikácii"kombinované spracovanie piatich-osových 联动 presného sústruženia a frézovania"technológie.

• Kombinované sústruženie a frézovanie a jedno{0}}upínanie:Mazak QTE-100MSYL integruje vysoko pevné sústružnícke vreteno a vysokovýkonné frézovacie vreteno. Po vložení tyčového materiálu môže stroj automaticky dokončiť všetky procesy, ako je sústruženie vonkajšieho kruhu, spracovanie čelnej plochy, zložité frézovanie obrysu, vŕtanie, závitovanie atď. v rovnakom súradnicovom systéme. To znamená, že od jedného tyčového materiálu až po finálne tvarované teleso čeľuste, s výnimkou neskoršej povrchovej úpravy, nie je potrebné sekundárne upínanie, čím sa eliminuje chyba pri konverzii referenčnej hodnoty pri jej zdroji.
• Päť{0}}osové koordinované obrábanie priestorových zakrivených plôch:Tradičné troj{0}}osové stroje môžu vykonávať iba lineárne pohyby v smeroch X, Y a Z, čo má za následok nízku efektivitu a nízku presnosť pri spracovaní zložitých zakrivených povrchov. Náš päť{2}}osový stroj pridáva dve rotačné osi (B-os a C-os), čo umožňuje, aby bol nástroj orientovaný v akomkoľvek uhle. To umožňuje fréze vždy sa dotýkať povrchu obrobku pod optimálnym uhlom (vertikálnym alebo tangenciálnym), čím sa dokončí-kvalitné hladké spracovanie týchto zložitých trojrozmerných-"zníženie hmotnosti"zakrivené povrchy alebo ergonomická podpora prstov zakrivené povrchy na čeľusti, ktoré sa používajú na zmenšenie kontaktnej plochy s tkanivom a uľahčenie oplachovania jedným ťahom.
• Mikronástroje a spracovanie mikro{0}}funkcií:Používame ultra{0}}tvrdé mikrofrézy s priemerom už od 0,2 mm. Pri päť{3}}osovom koordinovanom obrábaní dokážeme presne vyryť protišmykové mikroskopické zubové vzory na čeľusťovom povrchu. Tieto zuby už nie sú jednoduché rovné čiary, ale zuby s trojrozmernou krivkou optimalizované podľa mechaniky uchopenia, ktoré poskytujú dostatočné trenie, aby sa zabránilo skĺznutiu tkaniva a čo najviac minimalizovalo poškodenie tkaniva kompresiou. Súčasne je možné s vysokou hladkosťou priamo opracovať aj vnútorné jemné preplachovacie kanály.
• Online meranie a inteligentná kompenzácia:Stroj integruje vysoko presné sondy{0} a môže vykonávať online meranie kľúčových rozmerov počas procesu obrábania. Na základe výsledkov meraní dokáže v reálnom čase-kompenzovať chyby spôsobené opotrebovaním nástroja a tepelnou deformáciou, čím zaisťuje, že rozmerová stabilita každého dielu pri sériovej výrobe je v rozsahu tolerancie ±0,01 mm.

Mechanizmus účinku:

Hlavným mechanizmom jeho fungovania je"deterministické mapovanie z digitálneho modelu na fyzickú entitu."V päť{0}}osovom 联动 numerickom riadiacom systéme je trojrozmerný{1}} CAD model čeľuste vypočítaný tak, aby vytvoril súvislú a plynulú trajektóriu pohybu stredového bodu nástroja v päť-rozmernom priestore (X, Y, Z, B, C). Presný servosystém obrábacieho stroja zaisťuje, že sa nástroj pohybuje presne po tejto trajektórii. Vďaka jednorazovému{5}} upnutiu zostáva relatívny vzťah medzi obrobkom a súradnicovým systémom obrábacieho stroja nezmenený. Či už ide o vonkajší obrys, vnútornú dutinu, systém otvorov alebo povrch, relatívna presnosť polohy medzi nimi je úplne určená geometrickou presnosťou obrábacieho stroja a interpolačnou presnosťou numerického riadiaceho systému, dosahujúc hranicu presnosti, ktorú môže dosiahnuť mechanická výroba. To umožňuje dizajnérom oslobodiť sa od obmedzení uskutočniteľnosti procesu a zamerať sa na funkčnú optimalizáciu nástroja. Presné a kontrolovateľné spracovanie mikroskopických vzorov zubov priamo optimalizuje trecie charakteristiky rozhrania štruktúry čeľuste-.

Overenie účinnosti:

Po kontrole pomocou súradnicového meracieho stroja (CMM) kľúčové rozmerové tolerancie (ako je presnosť obrysu, symetria a presnosť polohy kĺbových otvorov párových kusov čeľustí) čeľustí vyrobených týmto procesom ukázali zlepšenie o rádové zlepšenie v porovnaní s tradičným procesom. Pri pozorovaní pod elektrónovým mikroskopom je jasnosť, konzistencia a ostrosť mikroskopických vzorov zubov oveľa lepšia ako pri leptaní alebo lisovaní. Funkčné testy preukázali, že bipolárne čeľuste vyrobené týmto procesom majú extrémne vysokú presnosť nastavenia elektród, rovnomerné iskry počas elektrokoagulácie a žiadne bočné presakovanie. Klinická spätná väzba naznačuje, že nové čeľuste majú viac"pevný"a"konzistentný"pocit uchopenia a môže poskytnúť spoľahlivejšiu mechanickú spätnú väzbu počas jemných operácií. Pokiaľ ide o efektivitu výroby, cyklus spracovania jedného kusu sa skrátil o viac ako 40 %.

Stratégia výskumu a vývoja a filozofia:

Naša filozofia je:"Najvyššia geometrická presnosť je fyzickým základom vynikajúceho chirurgického nástroja."Sme presvedčení, že presnosť robotickej chirurgie musí byť v konečnom dôsledku dosiahnutá prostredníctvom presných pohybov endoskopických nástrojov na milimetrovej{0}}úrovni a mikro{1}}newtonovej-úrovni. To si vyžaduje, aby samotné nástroje mali najvyššiu možnú a konzistentnú geometrickú presnosť. Našou stratégiou je investovať do päť{5}}osovej 联动 kompozitnej technológie sústruženia a frézovania, ktorá predstavuje najvyššiu úroveň obrábania kovov. S"superschopnosť"zariadení zabezpečujeme"superpresnosť"produktov. Zaviazali sme sa k maximálnej digitalizácii a automatizácii výrobného procesu, pričom ľudskú kreativitu sústreďujeme na dizajn a programovanie procesov a opakované presné vykonávanie ponechávame na strojoch.

Výhľad do budúcnosti:

V budúcnosti budeme smerovať k"integrácia aditívnej a subtraktívnej výroby"a„adaptívne spracovanie“.Preskúmame použitie kovovej 3D tlače (SLM) na vytvorenie polotovarov čeľustí s vnútornými konformnými chladiacimi kanálmi alebo nepravidelnými dutinami a potom použijeme päť{1}}presný obrábací stroj na konečné tvarovanie a konečnú úpravu, pričom spojíme výhody oboch. Zároveň vyvinieme inteligentný adaptívny riadiaci systém založený na fúzii informácií z viacerých-senzorov počas spracovania (ako sú vibrácie, akustické emisie a rezná sila), čo umožní obrábaciemu stroju automaticky optimalizovať rezné parametre a vyrovnať sa s mikro-nerovnosťami materiálu, čím sa dosiahne skutočná"inteligentná výrobná jednotka",a neustále vedieme na technologickej hranici ultra{0}}precízneho spracovania medicínskych zariadení.