Официальное объявление о достижениях

Опираясь на глубокий опыт в области многоосевой прецизионной и микроспециализированной обработки, мы успешно преодолели производственные проблемы, связанные с изготовлением дистальных корпусов с высокой плотностью, нестандартной формы и множеством просветов, и запустилиСерия MixCore. Без увеличения внешнего диаметра эта серия позволяет создавать сложные комбинации асимметричных просветов, включая D-образные, прямоугольные и трапециевидные профили внутри корпуса, и стабильно обрабатывает ультратонкие перегородки толщиной всего 0,05 мм, разделяющие соседние просветы. Этот прорыв позволяет эндоскопам следующего поколения интегрировать датчики изображения большего размера, более функциональные каналы (например, выделенные каналы подачи воды/воздуха/аспирации/инструментов) и вспомогательные датчики, что является лидером тенденции проектирования модульных функций и высокой плотности интеграции на дистальных кончиках эндоскопа.

Предыстория исследований и разработок и болевые точки

Быстрый прогресс в эндоскопической диагностике и лечении вызвал взрывной рост функциональных требований к дистальным кончикам: от простого наблюдения до одновременной ирригации, аспирации, биопсии, терапевтических вмешательств (например, лазера, радиочастоты) и многомерного зондирования (например, давления, ультразвука). Однако внешние диаметры эндоскопов ограничены естественными просветами человеческого тела и не могут быть бесконечно увеличены. Таким образом, инженеры вынуждены размещать различные каналы в пределах ограниченной площади поперечного сечения (например, дистальный кончик желудочно-кишечного эндоскопа диаметром 2,8 мм), что очень похоже на планирование миниатюрной городской планировки. Традиционное круговое сверление неэффективно, требует мало места и не позволяет формировать просветы неправильной формы для размещения нецилиндрических компонентов. Кроме того, обработка сверхтонких разделительных ребер для отдельных просветов легко приводит к изгибу, разрушению ребер или выходу за пределы допусков по размерам из-за недостаточной жесткости инструмента, сил резания или термической деформации - — общепризнанная запретная зона в производстве.

Основные технологические инновации

1. Планировка просвета и конструкция ребер на основе топологической оптимизацииМы привлекаем и предоставляем услуги по инженерной оптимизации, начиная с этапа концептуального проектирования клиентов. Используя алгоритмы оптимизации топологии, мы автоматически генерируем оптимально распределенную ребристую сеть с учетом ограничений заданных внешних контуров и пространственных требований компонентов. Ориентируясь на максимальную общую жесткость и минимальную концентрацию напряжений, алгоритм создает бионическую геометрию ребер (например, изогнутые ребра, сотовые ребра), а не простые прямые перегородки. Такая конструкция позволяет даже ребрам толщиной 0,05 мм достигать замечательного сопротивления изгибу и сжатию, закладывая реальную основу для последующей механической обработки.
2. Многослойная сканирующая микроэлектроэрозионная обработка (μ-EDM)Для ультратонких ребер, глубоких узких канавок и нестандартных профилей мы в основном применяем микроэлектроэрозионную обработку. Нами разработана обработка послойным сканирующим разрядом с использованием микроэлектродов диаметром 0,02–0,1 мм. Благодаря точному контролю энергии одиночного импульса и разрядного промежутка абляция материала в микронном масштабе достигается практически с нулевой механической силой, что позволяет избежать деформации тонких ребер, вызванной экструзией, в результате механической резки. В сочетании со стратегией координации нескольких электродов и оперативной компенсацией износа электродов структуры просвета с произвольным сложным двумерным поперечным сечением и глубиной в несколько миллиметров обрабатываются с точностью ± 3 мкм.
3. Сверхскоростное микрофрезерование с онлайн-подавлением вибрацииДля фрезеруемых участков мы используем сверхвысокоскоростные мотор-шпиндели со скоростью вращения до 160 000 об/мин в сочетании с динамически сбалансированными микроконцевыми фрезами (минимальный диаметр: 0,1 мм). Станки оснащены системой активного контроля вибрации, которая противодействует вибрации, возникающей во время резки, в реальном времени с помощью пьезоэлектрических приводов. Между тем, передовые стратегии, такие как пиковое фрезерование и винтовая интерполяция, вместе с минимальным количеством смазки (MQL), минимизируют силы резания и оптимизируют рассеивание тепла во время обработки сверхтонких ребер, сохраняя стабильность размеров и перпендикулярность ребер.

Рабочий механизм

Основная ценность корпусов серии MixCore заключается вновое определение пространственной конституции дистальных кончиков эндоскопов. По сути, их сложные многопросветные структуры действуют как точно рассчитанные распределители микрожидкости и трубопроводов. D-образные или прямоугольные просветы плотно охватывают CMOS-датчики изображения, освобождая драгоценное пространство за закругленными углами для размещения пучков осветительных волокон. Оптимизированные поперечные сечения для жидкости в специальных ирригационных и аспирационных каналах снижают риск засорения и повышают эффективность. Каналы, предназначенные для миниатюрных ультразвуковых датчиков или лазерных волокон, имеют прецизионные направляющие и уплотнительные конструкции на входах. Эти функциональные блоки разделяют ребра толщиной 0,05 мм -, тонкие, но прочные, как несущие стены в высотных зданиях. Изготовленные из высокопрочной нержавеющей стали или титанового сплава и оптимизированные с помощью бионической топологии, они обеспечивают равномерную передачу напряжения по сети ребер и предотвращают переломы, вызванные локальной концентрацией напряжений. Таким образом, весь корпус становится миниатюрным функциональным носителем, сочетающим в себе сверхвысокое использование пространства и структурную целостность.

Проверка производительности

Мы провели экстремальные испытания корпусов серии MixCore: при испытаниях под давлением внутренние независимые каналы для жидкости оставались герметичными при давлении 0,5 МПа, без перекрестных помех между соседними просветами. Испытания на микрозондовую нагрузку ребер диаметром 0,05 мм показали, что они выдерживают боковые нагрузки, превышающие 5 Н, без пластической деформации или разрушения, что значительно превышает фактические нагрузки при эксплуатации. При сборке в эндоскопы интегрированные внутри функциональные каналы (оптические волокна, провода, инструменты) не выявили повреждений или ухудшения характеристик, вызванных деформацией корпуса после десятков тысяч циклов усталостного изгиба, имитирующих перистальтику кишечника. Случаи применения у клиентов показывают, что один производитель использовал эту технологию для интеграции камеры высокого разрешения, двух волоконно-осветительных каналов, одного лазерного канала, одного ирригационного канала и канала рабочего инструмента диаметром 1,2 мм в дистальный наконечник уретероскопа диаметром 3,5 мм. достижение беспрецедентной функциональной интеграции. Этот продукт получил одобрение FDA и успешно выпущен на рынок.

Стратегия и философия исследований и разработок

Мы придерживаемся стратегиифункционально-ориентированное интегрированное проектирование и производство. Для сверхсложных компонентов, таких как дистальные корпуса, проектирование и производство должны быть глубоко интегрированы с самого начала. Наши инженеры выполняют функции как проектировщиков, так и специалистов-технологов. Мы предоставляем клиентам не просто услуги по механической обработке, а комплексные решения, от функциональных контрольных списков до производственных конструкций. Мы создали обширную базу данных «функции-процессы-возможности», позволяющую быстро сопоставлять любую новую концепцию дизайна с проверенными производственными процессами или запускать разработку новых процессов. Наша философия:Ни одна геометрическая форма не может быть изготовлена; только методы производства остаются неоткрытыми. Мы рассматриваем каждый заказ высокой сложности как возможность технологического прогресса, стремясь расширить границы точного производства и устранить барьеры для миниатюризации и интеграции медицинских устройств.

Перспективы на будущее

Будущая интеграция дистальных кончиков эндоскопов будет развиваться в направлениисборка микросистем и гетерогенный синтез. Мы изучаем гибридное формование, сочетающее микроформование с металлическими корпусами, для разработки технологий вторичного формования прецизионных пластиковых вкладышей или функциональных компонентов, создавая дистальные структуры из гибридных материалов. Тем временем мы изучаем прямое формирование встроенных функциональных элементов, таких как микрожидкостные клапаны и монтажные пазы для оптических фильтров внутри корпусов во время механической обработки. Заглядывая в будущее, мы фокусируемся на интеграции микроэлектромеханических систем (МЭМС) с корпусами. В будущем частичные оптические или сенсорные функции могут быть изготовлены непосредственно на кремниевых или стеклянных подложках корпусов, что в конечном итоге позволит достичь конечной цели миниатюризации.чип как дистальный кончик, открывая новые горизонты для неинвазивной или ультраминимально инвазивной диагностики и лечения.