Officiële prestatieaankondiging

Gebaseerd op diepgaande expertise op het gebied van meerassige precisiebewerking en microgespecialiseerde bewerking, hebben we met succes de productie-uitdagingen voor distale behuizingen met hoge dichtheid en onregelmatige multi-lumen overwonnen en deMixCore-serie. Zonder de buitendiameter te vergroten, maakt deze serie complexe combinaties van asymmetrische lumina mogelijk, waaronder D-vormige, rechthoekige en trapeziumvormige profielen in de behuizing, en verwerkt op stabiele wijze ultradunne scheidingsribben met een dikte van slechts 0,05 mm die aangrenzende lumina scheiden. Dankzij deze doorbraak kunnen endoscopen van de volgende generatie grotere beeldsensoren, meer functionele kanalen (bijvoorbeeld speciale watertoevoer-/luchttoevoer-/zuig-/instrumentkanalen) en hulpsensoren integreren, waardoor de ontwerptrend van gemodulariseerde functies en integratie met hoge dichtheid bij distale endoscooppunten wordt geleid.

R&D-achtergrond en pijnpunten

Snelle vooruitgang op het gebied van endoscopische diagnose en behandeling heeft geleid tot een explosieve groei van de functionele eisen aan distale tips: van eenvoudige observatie tot gelijktijdige irrigatie, afzuiging, biopsie, therapeutische interventies (bijv. laser, radiofrequentie) en multidimensionale detectie (bijv. druk, echografie). De buitendiameters van endoscopen worden echter beperkt door de natuurlijke lumens van het menselijk lichaam en kunnen niet oneindig worden vergroot. Ingenieurs worden dus gedwongen om verschillende kanalen binnen een beperkt dwarsdoorsnedeoppervlak aan te brengen (bijvoorbeeld de distale punt van een gastro-intestinale endoscoop met een diameter van 2,8 mm), vergelijkbaar met het plannen van een miniatuurstedelijke indeling. Conventioneel circulair boren is inefficiënt en gebruikt weinig ruimte en kan geen onregelmatige lumens vormen voor niet-cilindrische componenten. Bovendien veroorzaakt het bewerken van ultradunne scheidingsribben voor gescheiden lumens gemakkelijk ribbuiging, breuk of maatafwijkingen als gevolg van onvoldoende stijfheid van het gereedschap, snijkrachten of thermische vervorming - een universeel erkend no-go-gebied in de productie.

Kern technologische innovaties

1. Op topologie-optimalisatie gebaseerde lumenindeling en ribontwerpWij betrekken en leveren technische optimalisatiediensten vanaf de conceptuele ontwerpfase van de klant. Met behulp van algoritmen voor topologie-optimalisatie genereren we automatisch een optimaal verdeeld ribbennetwerk onder beperkingen van gegeven buitencontouren en ruimtelijke vereisten van componenten. Het algoritme richt zich op maximale algehele stijfheid en minimale spanningsconcentratie en produceert bionische ribgeometrieën (bijvoorbeeld gebogen ribben, honingraatribben) in plaats van eenvoudige rechte scheidingswanden. Dankzij dit ontwerp kunnen zelfs ribben met een dikte van 0,05 mm een ​​opmerkelijke buig- en drukweerstand bereiken, waardoor een haalbare ontwerpbasis wordt gelegd voor latere bewerking.
2. Gelaagd scannen Micro-elektrische ontladingsbewerking (μ-EDM)Voor ultradunne ribben, diepe, smalle groeven en onregelmatige profielen passen we voornamelijk micro-elektrische ontladingsbewerking toe. We hebben gelaagde scanning-ontladingsbewerking ontwikkeld met behulp van micro-elektroden met een diameter van 0,02–0,1 mm. Door de energie van één puls en de ontladingsspleten nauwkeurig te controleren, wordt materiaalablatie op micronschaal bereikt met vrijwel geen bewerkingskracht, waardoor door extrusie veroorzaakte vervorming van dunne ribben door mechanisch snijden wordt vermeden. Gecombineerd met een coördinatiestrategie met meerdere elektroden en online compensatie voor elektrodeslijtage, worden lumenstructuren met willekeurige complexe 2D-dwarsdoorsneden en diepten van enkele millimeters bewerkt met een nauwkeurigheid van ±3 μm.
3. Ultrasnel microfrezen met online trillingsonderdrukkingVoor freesbare gebieden gebruiken we ultrasnelle motorspindels met een rotatiesnelheid tot 160 000 RPM gecombineerd met dynamisch gebalanceerde micro-eindfrezen (minimale diameter: 0,1 mm). Werktuigmachines integreren een actief trillingscontrolesysteem dat het tijdens het snijden gegenereerde geratel in realtime tegengaat via piëzo-elektrische actuatoren. Ondertussen minimaliseren geavanceerde strategieën zoals pikfrezen en spiraalvormige interpolatie, samen met minimale hoeveelheidsmering (MQL), de snijkrachten en optimaliseren ze de warmteafvoer tijdens het bewerken van ultradunne ribben, waardoor de dimensionele stabiliteit en de loodrechtheid van de ribben behouden blijven.

Werkmechanisme

De kernwaarde van de MixCore Series-behuizingen ligt inhet herdefiniëren van de ruimtelijke samenstelling van de distale tips van de endoscoop. In wezen fungeren hun complexe multi-lumenstructuren als nauwkeurig berekende microvloeistof- en pijpleidingverdelers. D-vormige of rechthoekige lumens omsluiten CMOS-beeldsensoren nauw, waardoor kostbare ruimte met afgeronde hoeken vrijkomt voor het rangschikken van verlichtingsvezelbundels. Geoptimaliseerde vloeistofdwarsdoorsneden van speciale irrigatie- en zuigkanalen verminderen het risico op verstopping en verbeteren de efficiëntie. Kanalen die zijn gereserveerd voor miniatuur ultrasone sondes of laservezels zijn voorzien van precisiegeleidings- en afdichtingsstructuren bij inlaten. Deze functionele eenheden worden gescheiden door 0,05 mm dikke ribben - dun maar toch sterk, zoals dragende muren in hoge gebouwen. Ze zijn vervaardigd uit hoogwaardig roestvrij staal of een titaniumlegering en geoptimaliseerd via een bionisch topologisch ontwerp. Ze maken een uniforme spanningsoverdracht over het ribbennetwerk mogelijk en voorkomen breuken veroorzaakt door lokale spanningsconcentratie. De gehele behuizing wordt zo een miniatuur functionele drager die een ultrahoog ruimtegebruik en structurele integriteit combineert.

Prestatievalidatie

We hebben extreme tests uitgevoerd op behuizingen uit de MixCore-serie: bij druktests bleven interne onafhankelijke vloeistofkanalen lekvrij onder een druk van 0,5 MPa, zonder overspraak tussen aangrenzende lumens. Belastingstests met microsondes op ribben van 0,05 mm lieten zien dat ze zijdelingse krachten van meer dan 5 N weerstaan ​​zonder plastische vervorming of breuk, wat de werkelijke belastingen tijdens gebruik ruimschoots overtreft. Wanneer ze in endoscopen werden geassembleerd, vertoonden de functionele kanalen die erin waren geïntegreerd (optische vezels, draden, instrumenten) geen schade of verslechtering van de prestaties veroorzaakt door vervorming van de behuizing na tienduizenden buigcycli door vermoeidheid die de darmperistaltiek simuleren. Klanttoepassingsgevallen laten zien dat één fabrikant deze technologie gebruikte om een high-definition camera, twee verlichtingsvezelkanalen, één laserkanaal, één irrigatiekanaal en een kanaal voor werkinstrumenten van 1,2 mm te integreren in een distale ureteroscooptip met een diameter van 3,5 mm, waardoor een ongekend resultaat werd bereikt. functionele integratie. Dit product heeft goedkeuring van de FDA gekregen en is met succes op de markt gebracht.

R&D-strategie en filosofie

Wij volgen de strategie vanfunctiegericht geïntegreerd ontwerp en productie. Voor ultracomplexe componenten zoals distale behuizingen moeten ontwerp en productie vanaf het allereerste begin diep geïntegreerd zijn. Onze engineers zijn zowel ontwerpers als processpecialisten. Wat wij klanten bieden, zijn niet alleen machinale diensten, maar complete oplossingen, van functionele checklists tot maakbare ontwerpen. We hebben een uitgebreide database met 'feature-process-capability' gebouwd, waardoor een nieuw ontwerpconcept snel kan worden gekoppeld aan gevalideerde productieprocessen of nieuwe procesontwikkelingen kunnen worden gestimuleerd. Onze filosofie is:Geen enkele geometrische vorm is onfabriceerbaar; alleen productiemethoden blijven onontdekt. Wij beschouwen elke opdracht met een hoge moeilijkheidsgraad als een kans voor technologische vooruitgang, toegewijd aan het verleggen van de grenzen van precisieproductie en het wegnemen van barrières voor miniaturisatie en integratie van medische apparatuur.

Toekomstperspectief

Toekomstige integratie bij de distale tips van de endoscoop zal evolueren naarassemblage van microsystemen en heterogene fusie. We onderzoeken hybride vormen door micro-molding te combineren met metalen behuizingen om secundaire vormtechnologieën te ontwikkelen voor precisie-kunststofvoeringen of functionele componenten, waardoor distale structuren van hybride materialen ontstaan. Ondertussen bestuderen we de directe vorming van ingebedde functionele kenmerken zoals microvloeistofkleppen en montagesleuven voor optische filters in behuizingen tijdens de bewerking. Verder kijkend richten we ons op de integratie van micro-elektromechanische systemen (MEMS) met behuizingen. In de toekomst kunnen gedeeltelijke optische of sensorfuncties rechtstreeks worden vervaardigd op silicium- of glassubstraten van behuizingen, waardoor uiteindelijk het ultieme miniaturisatiedoel wordt bereikt:chip als distale tip, waardoor nieuwe horizonten worden geopend voor niet-invasieve of ultra-minimaal invasieve diagnose en behandeling.