Eredményhirdetés:

Szisztematikusan kifejtettük a forradalmi gyártási paradigmát"integrált, egyszeri{0}}szorító"a japán Mazak QTE-100MSYL five-axis联动 precíziós eszterga- és maróközponton alapuló robot sebészeti csipesz állkapcsa. Ez a technológia áttörte a hagyományos három-tengelyű gépek geometriai korlátait, és elérte az összetett áramlási csatornák egyszeri-pontos marását és alakítását, térben csavart ívelt felületeket, mikro fogmintákat és nagy-precíziós csuklófuratokat a fogópofán belül. Új szintre emelte a tervezési szabadságot, a gyártási pontosságot és a hatékonyságot, valóban veszteség nélkül átalakítva a digitális háromdimenziós modellt egy fizikai lénnyé.

Kutatási és fejlesztési háttérfájdalompontok:

A robot-sebészeti csipesz pofái nem egyszerű lapos lemezek vagy egyenes rudak. Kialakításuk összetett ergonómikus íveket, belső kábel-/csőcsatornákat, precíz forgó illesztési struktúrákat és mikroszkopikus fogmintákat tartalmaz a fokozott megfogási erő érdekében. A hagyományos gyártás több-lépéses folyamatkombináción alapul"esztergálás + több-tengelyes marás + elektromos kisülési megmunkálás + kézi polírozás."Ennek a modellnek végzetes hibái vannak: a többszörös befogás halmozott hibákat okoz, ami megnehezíti a kritikus mérettűrések garantálását (mint például a két csipeszpofa szimmetriája, a csuklónyílások koncentrikussága); bonyolult belső üregek és csatornák feldolgozása nehézkes, ami rossz felületi minőséget eredményez; a mikroszkopikus fogminták feldolgozási konzisztenciája alacsony, és szakképzett munkaerőre támaszkodik. Ez nagy ingadozásokhoz vezet a termék konzisztenciájában, alacsony gyártási hatékonysághoz, és megnehezíti az összetettebb és optimalizáltabb tervek megvalósítását. A piacnak sürgősen szüksége van egy univerzális gyártási megoldásra, amely pontosan és zökkenőmentesen, nagy precizitással képes megvalósítani az összetett terveket.

Alapvető technológiai innováció:

Alapvető innovációnk a -mélyreható alkalmazásban rejlik"öt{0}}axis联动 precíziós esztergálás és marás kombinált feldolgozás"technológia.

• Kombinált esztergálás és marás, valamint egyszeri{0}}befogás:A Mazak QTE-100MSYL egy rendkívül merev esztergaorsót és egy nagy teljesítményű maróorsót integrál. A rúdanyag behelyezése után a gép automatikusan végrehajt minden folyamatot, mint például a külső köresztergálás, a homlokfelület megmunkálása, az összetett kontúrmarás, a fúrás, a menetfúrás stb., ugyanabban a koordinátarendszerben. Ez azt jelenti, hogy egyetlen rúdanyagtól a véglegesen kialakított pofatestig, a későbbi felületkezelést leszámítva, nincs szükség másodlagos befogásra, kiküszöbölve a benchmark konverziós hibát annak forrásánál.
• Térbeli íves felületek öt-tengelyű koordinált megmunkálása:A hagyományos három-tengelyes gépek csak X, Y és Z irányban képesek lineáris mozgást végrehajtani, ami alacsony hatékonyságot és gyenge pontosságot eredményez összetett ívelt felületek megmunkálásakor. Öt-tengelyű gépünk két forgó tengelyt (B-tengelyt és C-tengelyt) ad hozzá, lehetővé téve a szerszám tetszőleges szögben történő tájolását. Ez lehetővé teszi, hogy a maró mindig az optimális szögben (függőlegesen vagy érintőben) érintkezzen a munkadarab felületével, ezzel teljessé téve az összetett háromdimenziós munkadarab kiváló minőségű, egyenletes megmunkálását-"súlycsökkentés"ívelt felületek vagy ergonomikus ujjtámaszok az állkapocs ívelt felületeit, amelyek csökkentik a szövettel való érintkezést és megkönnyítik az egy menetben történő öblítést.
• Mikroeszközök és mikro{0}}funkciók feldolgozása:Ultra{0}}kemény mikromarókat használunk, amelyek átmérője akár 0,2 mm. Öt-tengely koordinált megmunkálás mellett pontosan gravírozhatjuk a csúszásgátló-mikroszkópos fogmintákat az állkapocs illeszkedő felületére. Ezek a fogak már nem egyszerű egyenes vonalak, hanem háromdimenziós görbe fogak, amelyeket a megfogási mechanika szerint optimalizáltak, elegendő súrlódást biztosítva a szövetek elcsúszásának megakadályozásához, és a lehető legnagyobb mértékben minimalizálva a szövetek kompressziós károsodását. Ugyanakkor a belső finom öblítőcsatornák közvetlenül is megmunkálhatók, nagy simasággal.
• Online mérés és intelligens kompenzáció:A gép nagy pontosságú{0}}szondákat integrál, és a megmunkálási folyamat során képes a kulcsméretek online mérésére. A mérési eredmények alapján valós idejű-kompenzálni tudja a szerszámkopás és a termikus deformáció okozta hibákat, biztosítva, hogy a tételgyártás során az egyes alkatrészek méretstabilitása a ±0,01 mm-es tűréstartományon belül legyen.

Hatásmechanizmus:

Működésének alapvető mechanizmusa az"determinisztikus leképezés a digitális modelltől a fizikai entitásig."Az öt-axis联动 numerikus vezérlőrendszerben a pofa három-dimenziós CAD-modelljét úgy számítják ki, hogy a szerszám középpontjának folyamatos és egyenletes mozgási pályáját képezze az öt-dimenziós térben (X, Y, Z, B, C). A szerszámgép pontos szervorendszere biztosítja, hogy a szerszám szigorúan ezen a pályán mozogjon. Az egyszeri-szorítás miatt a munkadarab és a szerszámgép koordinátarendszere közötti relatív kapcsolat változatlan marad. Ezért legyen szó a külső kontúrról, belső üregről, furatrendszerről vagy felületről, a köztük lévő relatív helyzetpontosságot teljes mértékben a szerszámgép geometriai pontossága és a numerikus vezérlőrendszer interpolációs pontossága határozza meg, elérve azt a pontossági határt, amelyet a mechanikai gyártás elérhet. Ez lehetővé teszi a tervezők számára, hogy kiszabaduljanak a folyamat megvalósíthatóságának korlátai alól, és a műszer funkcionális optimalizálására összpontosítsanak. A mikroszkopikus fogminták precíz és szabályozható feldolgozása közvetlenül optimalizálja az állkapocs szerkezeti felületének súrlódási jellemzőit{9}.

Hatékonyság ellenőrzése:

A koordináta mérőgéppel (CMM) végzett vizsgálat után az ezzel az eljárással előállított pofák fő mérettűrései (például a kontúr pontossága, szimmetriája és a párosított pofadarabok csuklófurat-pozíció pontossága) nagyságrendi javulást mutattak a hagyományos eljáráshoz képest. Elektronmikroszkóp alatt megfigyelve a mikroszkopikus fogminták tisztasága, konzisztenciája és élessége sokkal jobb, mint a maratási vagy bélyegzési eljárásoké. A működési tesztek kimutatták, hogy az ezzel az eljárással előállított bipoláris pofák rendkívül nagy elektródaigazítási pontossággal rendelkeznek, egyenletes szikrák keletkeznek az elektrokoaguláció során, és nincs oldalirányú szivárgás. A klinikai visszajelzések azt mutatják, hogy az új pofák több"szilárd"és"következetes"markolat érzése, és megbízhatóbb mechanikai visszacsatolást biztosít finom műveletek során. Ami a gyártási hatékonyságot illeti, az egy-darabos feldolgozási ciklus több mint 40%-kal lerövidült.

Kutatási és fejlesztési stratégia és filozófia:

Filozófiánk a következő:"A végső geometriai precizitás egy kiváló sebészeti műszer fizikai alapja."Úgy gondoljuk, hogy a robotsebészet pontosságát végső soron az endoszkópos műszerek milliméteres-szintű és mikro-newton-szintű precíz mozgásával kell elérni. Ez megköveteli, hogy maguk a műszerek a lehető legnagyobb és egyenletes geometriai pontossággal rendelkezzenek. Stratégiánk az öt-tengelyes 联动 eszterga és maró kompozit technológiába való befektetés, amely a fémvágás legmagasabb szintjét képviseli. A"szuperhatalom"a berendezésről biztosítjuk a"szuperpontosság"a termékek közül. Elkötelezettek vagyunk amellett, hogy a gyártási folyamatokat a lehető legnagyobb mértékben digitalizáljuk és automatizáljuk, az emberi kreativitást a tervezésre és a folyamatprogramozásra koncentráljuk, az ismétlődő precíz végrehajtást pedig a gépekre bízzuk.

Jövőbeli kilátások:

A jövőben afelé fogunk haladni"az additív és szubtraktív gyártás integrálása"és"adaptív feldolgozás".Megvizsgáljuk a fém 3D nyomtatás (SLM) használatát belső, konform hűtőcsatornákkal vagy szabálytalan üregekkel rendelkező pofadarabok készítésére, majd egy öt-tengelyes precíziós szerszámgépet használunk a végső formázáshoz és kikészítéshez, kombinálva a kettő előnyeit. Ugyanakkor kifejlesztünk egy intelligens adaptív vezérlőrendszert, amely a feldolgozás során a több-érzékelő információinak (például rezgés, akusztikus emisszió és forgácsolóerő) egyesítésén alapul, és lehetővé teszi a szerszámgép számára, hogy automatikusan optimalizálja a forgácsolási paramétereket és megbirkózzon az anyag mikro-egyenetlenségeivel, valódi"intelligens gyártóegység",és folyamatosan vezető szerepet tölt be az ultra-precíziós orvosi eszközök feldolgozásának technológiai élvonalában.