Zvanična najava postignuća

Zvanično pokrećemoJingmou Seriesultra-precizna distalna kućišta, koja označavaju prekretnicu u tehnologiji integracije distalnog kraja endoskopa. Imajući ekstremne tolerancije dimenzija i položaja od ±0,005 mm, proizvod savršeno objedinjuje minijaturne kamere, svjetlosna optička vlakna, kanale za fluid i radne kanale instrumenta unutar prostora minimalnog prečnika od samo 1,5 mm. Kombinacijom 5-osnog CNC mikroglodanja s obradom mikroelektričnim pražnjenjem (mikro-EDM), postigli smo proizvodnju složenih višelumenskih geometrija bez ivica sa oštrim unutrašnjim profilima, pružajući besprijekornu strukturnu osnovu za novu generaciju robota visoke definicije i 3-definacije.

Pozadina istraživanja i razvoja i tačke bola

Proizvodnja konvencionalnih distalnih komponenti endoskopa dugo je bila ograničena kompromisom izmeđufunkcionalnu integraciju i strukturnu čvrstoću. Kako bi se prilagodili sve minijaturizovanijim CMOS/CCD senzorima, optičkim modulima većeg piksela i dodatnim funkcionalnim kanalima, unutrašnje strukture kućišta su postale složenije. Međutim, tradicionalne metode obrade (npr. bušenje, 2,5-osno glodanje) se bore za proizvodnju visoko preciznih lumena nepravilnog oblika na mikroskali. Neoštri unutrašnji uglovi uzrokuju neusklađenost optičkih komponenti na nivou mikrona, izazivajući izobličenje slike, gubitak optičke putanje ili neravnomerno osvetljenje. Neravnine i mikro-nepravilnosti unutar lumena grebu delikatne snopove vlakana i senzorske kablove, služeći kao vodeći uzrok preranog kvara uređaja. Kliničke povratne informacije pokazuju da otprilike 15% problema s kvalitetom slike endoskopa (kao što su vinjetiranje, izobličenje i anomalije piksela) proizilaze iz nedovoljne preciznosti proizvodnje distalnih kućišta.

Osnovne tehnološke inovacije

• Hibridni proces 5-osnog mikroglodanja i mikro-EDM-aRazvili smo vlasnički hibridni proizvodni procesprvo glodanje, zatim EDM dorada. Prvo, mikro-rezači od ultratvrde legure minimalnog prečnika od 0,1 mm koriste se na 5-osnoj CNC mašini za mikroglodanje na nivou mikrona na medicinskom nerđajućem čeliku ili leguri titanijuma, preliminarno formirajući primarne lumene. Micro-EDM se zatim nanosi na precizne unutrašnje pravougaone uglove, duboke uske žljebove i ultra-tanka rebra (do 0,05 mm) nedostupne glodalima. Sa samorazvijenim on-line algoritmima za oblaganje elektroda i kompenzaciju putanje, micro-EDM postiže dimenzijsku preciznost od ±2 μm i hrapavost površine Ra manju ili jednaku 0,2 μm, savršeno realizujući oštre unutrašnje uglove i površine bez ivica.
• Sistem kompenzacije obrade zatvorene petlje zasnovan na sondama na mašiniVisoko precizne kontaktne sonde i interferometri belog svetla integrisani su u alatne mašine. Nakon ključnih koraka obrade, in-situ mjerenja radnog komada se provode kako bi se uhvatili podaci u stvarnom vremenu, uključujući dimenzije lumena, tačnost položaja i kružnost. Sistem upoređuje izmjerene podatke sa CAD modelima, predviđa habanje alata i greške u termičkoj deformaciji putem algoritama umjetne inteligencije i dinamički kompenzuje u narednim koracima obrade. Ovo kontrolira standardnu ​​devijaciju kritičnih fluktuacija dimenzija od serije do serije unutar 0,0015 mm, omogućavajući masovnu proizvodnju ekstremne tolerancije.
• Višestepena tehnologija završne obrade površine u nanoskaliNaknadna obrada uključuje tok rada u tri koraka:elektrohemijsko poliranje-magnetoreološko poliranje-superkritično čišćenje CO₂. Elektrohemijsko poliranje uklanja nekoliko mikrona površinskog materijala kako bi se izgladili mikro-vrhovi i doline. Magnetoreološko poliranje donosi završnu obradu nanorazmjera za kritična područja kao što su optičke montažne površine, postižući završnu obradu kao ogledalo (Ra manji od ili jednak 0,05 μm). Završno superkritično čišćenje CO₂ u potpunosti uklanja zaostale čestice submikronske skale i uljne filmove bez oštećenja, stvarajući idealnu podlogu za naknadno sterilno vezivanje i precizno poravnavanje optičkih komponenti.

Radni mehanizam

Osnovni mehanizam ovog proizvoda leži ukonstruisanje apsolutno preciznog fizičkog koordinatnog sistema za svetlost i informacije. Svaki lumen i površina za pozicioniranje unutar kućišta djeluju kao mikro-sklopna osnova za optičke i elektronske komponente. Tolerancija od ±0,005 mm osigurava da se odstupanje optičke ose između ravnine senzora kamere i grupe optičkih sočiva drži ispod praga za primjetno izobličenje slike. Oštri unutrašnji uglovi omogućavaju postavljanje nepravilnih optičkih komponenti bez zazora (npr. CMOS senzora u obliku slova D), sprečavajući mikropomeranje uzrokovano termičkim širenjem i kontrakcijom tokom sterilizacije ili kliničke upotrebe. Unutrašnji kanali bez ivica štite optička vlakna prečnika 125 µm od oštećenja tokom ponovljenog umetanja i izvlačenja, obezbeđujući konzistentnu svetlost i ujednačenost osvetljenja. Ultra-tanke, ali ujednačene stijenke rebara (0,05 mm) maksimiziraju korištenje unutrašnjeg prostora uz održavanje ukupne krutosti konstrukcije putem optimiziranog dizajna za konačnih elemenata, odupirući se složenim naprezanjima koja nastaju kada se endoskop savija unutar ljudskog tijela.

Validacija performansi

U testovima optičkog poravnanja, moduli endoskopa opremljeni Jingmou kućištima postižu grešku koaksijalnosti manju od 0,01 stepen između optičke ose kamere i mehaničke ose, i paralelizam unutar 1 lučne sekunde između fokalne ravni sočiva i ravni senzora, što daleko premašuje industrijske standarde. Na ISO 8600-3 test dijagramima standardne rezolucije, gotov endoskop pokazuje razliku prigušenja MTF (Modulation Transfer Function) manju od 5% između centralnih i perifernih regija, demonstrirajući superiornu konzistentnost optičkog poravnanja. U testovima pouzdanosti, nakon 5 000 ciklusa sterilizacije visokom temperaturom i visokim pritiskom, promjene dimenzija ključnih montažnih površina su manje od 0,002 mm, bez korozije ili stvaranja čestica unutar lumena. Podaci o primjeni od više proizvođača endoskopa pokazuju da usvajanje ovog kućišta povećava prinos pri prvom prolazu ukupne inspekcije kvaliteta slike u prosjeku za 18% i smanjuje stope popravki nakon prodaje uzrokovane problemima distalnih komponenti za 60%.

Strategija i filozofija istraživanja i razvoja

Podržavamo filozofiju istraživanja i razvoja:Preciznost je kamen temeljac integracije, a struktura je nosilac funkcije. Naš strateški pristup jeizvođenje preciznosti komponenti iz zahtjeva na nivou sistema. Umjesto da slijedimo izolovane indikatore obrade za pojedinačne dijelove, mi se duboko bavimo optičkim i sistemskim dizajnom kupaca, razumijevanjem lanaca tolerancije poravnanja za module kamere, ograničenja radijusa savijanja za snopove vlakana i hidrodinamičkih zahtjeva za kanale za navodnjavanje. Ovi zahtjevi na nivou sistema se progresivno razlažu i mapiraju na proizvodne tolerancije i zahtjeve površine za svaku geometrijsku karakteristiku na kućištu. U tu svrhu, uspostavili smo međudisciplinarni zajednički dizajnerski tim koji pokriva optiku, mehaniku i nauku o materijalima. Usvojena je tehnologija definicije zasnovane na modelu (MBD), koristeći 3D modele koji sadrže sve tolerancije i napomene kao jedini izvor istine za dizajn i proizvodnju, osiguravajući prijenos bez gubitaka od namjere dizajna do gotovih proizvoda.

Budućnost

U budućnosti, distalna kućišta će evoluirati izvan pasivnih strukturnih komponenti uaktivne inteligentne platforme. Razvijamo kućišta integrisana sa strukturama za vođenje mikro-svetlosti, gde mikrostrukturirani optički talasovodi unutar kućišta zamenjuju delimične funkcije svetlosnih vlakana kako bi dodatno oslobodili unutrašnji prostor. U međuvremenu, istražujemo direktnu aditivnu proizvodnju ugrađenih mikro-kanala unutar kućišta za lokalnu isporuku lijekova ili kontrolu temperature. Gledajući dalje naprijed, istražujemoIntegrisana proizvodnja heterogenih materijala, sa ciljem direktnog oblikovanja izolacijskih ili bioaktivnih keramičkih/polimernih funkcionalnih zona na određenim lokacijama na metalnim kućištima, ostvarujući monolitnu integraciju strukturnih, električnih i bioloških funkcija. Do 2030. godine očekujemo pokretanjesenzorno inteligentni distalni vrhoviugrađen sa minijaturnim MEMS senzorima (npr. pritisak, temperatura, pH), omogućavajući endoskopima da hvataju višedimenzionalne biohemijske podatke u realnom vremenu uz snimanje, otvarajući novu eru dijagnostičke endoskopije.