Oficiálne vyhlásenie o úspechu

Oficiálne spúšťameSéria Jingmouultra presné distálne kryty, ktoré predstavujú míľnikový prelom v technológii integrácie distálneho konca endoskopu. Produkt, ktorý sa môže pochváliť extrémnymi rozmerovými a polohovými toleranciami ±0,005 mm, dokonale zapuzdrí miniatúrne kamery, osvetľovacie optické vlákna, tekutinové kanály a pracovné kanály nástrojov v priestore s minimálnym priemerom iba 1,5 mm. Kombináciou 5-osového CNC mikrofrézovania s mikroelektrickým výbojovým obrábaním (mikro-EDM) sme dosiahli výrobu zložitých geometrií s viacerými lúmenmi s ostrými vnútornými profilmi bez otrepov, čím sme poskytli dokonalý štrukturálny základ pre novú generáciu endoskopov s vysokým rozlíšením, 3D a roboticky asistovaných endoskopov.

Pozadie výskumu a vývoja a body bolesti

Výroba konvenčných distálnych komponentov endoskopu bola dlho obmedzená kompromisom medzi nimifunkčná integrácia a štrukturálna pevnosť. Vnútorné štruktúry krytu sa stali zložitejšími, aby sa do nich zmestili čoraz miniaturizované snímače CMOS/CCD, optické moduly s vyšším počtom pixelov a ďalšie funkčné kanály. Tradičné metódy obrábania (napr. vŕtanie, 2,5-osové frézovanie) však bojujú s výrobou vysoko presných lúmenov nepravidelného tvaru v mikromeradle. Neostré vnútorné rohy spôsobujú nesprávne zarovnanie optických komponentov na úrovni mikrónov, spúšťajú skreslenie obrazu, stratu optickej dráhy alebo nerovnomerné osvetlenie. Otrepy a mikronerovnosti vo vnútri lúmenov poškriabajú jemné zväzky vlákien a káble snímačov, čo je hlavnou príčinou predčasného zlyhania zariadenia. Klinická spätná väzba naznačuje, že približne 15 % problémov s kvalitou obrazu endoskopu (ako je vinetácia, skreslenie a anomálie pixelov) pochádza z nedostatočnej výrobnej presnosti distálnych krytov.

Základné technologické inovácie

• Hybridný proces 5-osového spojeného mikrofrézovania a mikro-EDMVyvinuli sme vlastný hybridný výrobný pracovný postupnajprv frézovanie, potom dokončovanie EDM. Po prvé, mikrofrézy z ultratvrdej zliatiny s minimálnym priemerom 0,1 mm sa používajú na 5-osovom CNC stroji na mikrofrézovanie na mikrónovej úrovni na nehrdzavejúcej oceli alebo zliatine titánu v lekárskej kvalite, pričom sa predbežne vytvárajú primárne lúmeny. Micro-EDM sa potom aplikuje na presné vnútorné pravouhlé rohy, hlboké úzke drážky a ultratenké rebrá (do 0,05 mm), ktoré sú pre frézy nedostupné. Vďaka vlastným on-line algoritmom úpravy elektródy a kompenzácie dráhy dosahuje micro-EDM rozmerovú presnosť ±2 μm a drsnosť povrchu Ra rovnajúcu sa alebo menšiu ako 0,2 μm, pričom dokonale realizuje ostré vnútorné rohy a povrchy bez otrepov.
• Kompenzačný systém obrábania v uzavretej slučke založený na sondách na strojiVysoko presné kontaktné sondy a interferometre bieleho svetla sú integrované do obrábacích strojov. Po kľúčových krokoch spracovania sa vykonajú merania obrobku na mieste, aby sa získali údaje v reálnom čase vrátane rozmerov lumenov, presnosti polohy a kruhovitosti. Systém porovnáva namerané údaje s modelmi CAD, predpovedá opotrebenie nástroja a chyby tepelnej deformácie pomocou algoritmov umelej inteligencie a dynamicky kompenzuje v nasledujúcich krokoch spracovania. Toto riadi štandardnú odchýlku kritických rozmerových výkyvov medzi jednotlivými šaržami v rozmedzí 0,0015 mm, čo umožňuje sériovú výrobu s extrémnou toleranciou.
• Viacstupňová technológia povrchovej úpravy nanoúrovníNásledné spracovanie zahŕňa pracovný postup v troch krokoch:elektrochemické leštenie-magnetoreologické leštenie-superkritické čistenie CO₂. Elektrochemické leštenie odstraňuje niekoľko mikrónov povrchového materiálu a vyhladzuje mikrovrcholky a úžľabia. Magnetoreologické leštenie poskytuje povrchovú úpravu nanometrov pre kritické oblasti, ako sú optické montážne povrchy, čím sa dosiahne zrkadlová povrchová úprava (Ra menšie alebo rovné 0,05 μm). Záverečné superkritické čistenie CO₂ úplne odstraňuje submikrónové zvyškové častice a olejové filmy bez poškodenia, čím vytvára ideálny substrát pre následné sterilné lepenie a presné zarovnanie optických komponentov.

Pracovný mechanizmus

Hlavný mechanizmus tohto produktu spočíva vvytvorenie absolútne presného fyzického súradnicového systému pre svetlo a informácie. Každý lúmen a polohovací povrch vo vnútri krytu slúži ako základňa mikrozostavy pre optické a elektronické komponenty. Tolerancia ±0,005 mm zaisťuje, že odchýlka optickej osi medzi rovinou kamery a snímača a skupinou optických šošoviek sa udrží pod prahom pre vnímateľné skreslenie obrazu. Ostré vnútorné rohy umožňujú osadenie nepravidelných optických komponentov (napr. snímačov CMOS v tvare písmena D) bez medzier a zabraňujú mikropohybom spôsobeným tepelnou expanziou a kontrakciou počas sterilizácie alebo klinického použitia. Vnútorné kanály bez otrepov chránia optické vlákna s priemerom 125 μm pred poškodením pri opakovanom vkladaní a vyberaní, čím zaisťujú konzistentný jas a rovnomernosť osvetlenia. Ultratenké, ale rovnomerné rebrové steny (0,05 mm) maximalizujú využitie vnútorného priestoru pri zachovaní celkovej tuhosti konštrukcie prostredníctvom optimalizovaného dizajnu s konečnými prvkami, ktorý odoláva komplexnému namáhaniu generovanému pri ohýbaní endoskopu vo vnútri ľudského tela.

Overenie výkonu

Pri testoch optického zarovnania dosahujú moduly endoskopov vybavené krytmi Jingmou chybu koaxiálnosti menšiu ako 0,01 stupňa medzi optickou osou kamery a mechanickou osou a rovnobežnosť v rámci 1 oblúkovej sekundy medzi ohniskovou rovinou šošovky a rovinou snímača, čo ďaleko presahuje priemyselné štandardy. Na skúšobných tabuľkách štandardného rozlíšenia ISO 8600‑3 hotový endoskop ukazuje rozdiel útlmu MTF (modulačná prenosová funkcia) menší ako 5 % medzi centrálnou a periférnou oblasťou, čo demonštruje vynikajúcu konzistenciu optického zarovnania. V testoch spoľahlivosti po 5 000 cykloch vysokoteplotnej a vysokotlakovej sterilizácie sú rozmerové zmeny povrchov na upevnenie kľúča menšie ako 0,002 mm, pričom vo vnútri lúmenov nebola pozorovaná žiadna korózia ani tvorba častíc. Aplikačné údaje od viacerých výrobcov endoskopov ukazujú, že prijatie tohto krytu zvyšuje výťažnosť prvého prechodu celkovej kontroly kvality obrazu v priemere o 18 % a znižuje mieru popredajných opráv spôsobených problémami s distálnymi komponentmi o 60 %.

Stratégia výskumu a vývoja a filozofia

Zastávame filozofiu výskumu a vývoja:Presnosť je základným kameňom integrácie a štruktúra je nositeľom funkcie. Náš strategický prístup jeodvodenie presnosti komponentov z požiadaviek na úrovni systému. Namiesto toho, aby sme sa zaoberali izolovanými indikátormi obrábania pre jednotlivé diely, intenzívne sa zaoberáme optickým a systémovým dizajnom zákazníkov, chápeme reťazce tolerancie zarovnania pre moduly kamier, limity polomeru ohybu pre zväzky vlákien a hydrodynamické požiadavky na zavlažovacie kanály. Tieto požiadavky na úrovni systému sa postupne rozkladajú a mapujú na výrobné tolerancie a povrchové požiadavky pre každý geometrický prvok na kryte. Na tento účel sme vytvorili spoločný medziodborový tím dizajnérov, ktorý pokrýva optiku, mechaniku a vedu o materiáloch. Používa sa technológia Model-Based Definition (MBD), ktorá využíva 3D modely obsahujúce všetky tolerancie a anotácie ako jediný zdroj pravdy pre dizajn a výrobu, čím sa zabezpečuje bezstratový prenos od zámeru dizajnu až po hotové výrobky.

Výhľad do budúcnosti

V budúcnosti sa distálne kryty vyvinú za pasívne konštrukčné komponentyaktívne inteligentné platformy. Vyvíjame kryty integrované s mikrosvetelnými štruktúrami, kde mikroštruktúrované optické vlnovody v kryte nahrádzajú funkcie čiastočného osvetlenia, aby sa ďalej uvoľnil vnútorný priestor. Medzitým skúmame priamu aditívnu výrobu zabudovaných mikrokanálov vo vnútri krytov na lokálne dodávanie liekov alebo kontrolu teploty. Pri pohľade ďalej dopredu skúmameintegrovaná výroba z heterogénnych materiálov, ktorej cieľom je priamo formovať izolačné alebo bioaktívne keramické/polymérové ​​funkčné zóny na konkrétnych miestach na kovových krytoch, čím sa realizuje monolitická integrácia štrukturálnych, elektrických a biologických funkcií. Do roku 2030 očakávame uvedenie na trhsenzoricky inteligentné distálne hrotyzabudované miniatúrne senzory MEMS (napr. tlak, teplota, pH), umožňujúce endoskopom zachytávať multidimenzionálne biochemické údaje v reálnom čase spolu so zobrazovaním, čím sa otvára nová éra diagnostickej endoskopie.