Com o rápido avanço da tecnologia médica, os robôs cirúrgicos se tornaram uma ajuda fundamental para melhorar a precisão do diagnóstico e do tratamento.Desde implantar articulações artificiais com precisão na cirurgia ortopédica até realizar análises de amostras a nível milimétrico no laboratório, componentes de alta precisão são essenciais.Os componentes essenciais, como o braço robótico e o sistema de transmissão dos robôs cirúrgicos, exigem muitas vezes dimensões extremamente pequenas e um controlo rigoroso das tolerâncias (muitas vezes tão baixas como 0 °C)..01 mm), colocando exigências extremamente elevadas aos processos de usinagem.
Como prestador de serviços especializado em prototipagem rápida CNC e personalização de precisão, a Elite Mold Tech completou recentemente um projeto de usinagem para um cliente com foco em componentes de robôs cirúrgicos.Desde peças microscópicas de aço inoxidável até componentes-chave do sistema de transmissão, mantivemos rigorosos padrões de precisão durante todo o processo,Abordar os principais desafios do cliente, que são as altas taxas de sucata e a dificuldade de satisfazer as tolerâncias.Em seguida, iremos partilhar a nossa abordagem para o processamento personalizado de componentes de robôs cirúrgicos através de um estudo de caso específico.
I. Antecedentes do projecto: A exigência rígida de precisão nos componentes dos robôs cirúrgicos
O desempenho de um robô cirúrgico depende diretamente da precisão de usinagem dos seus componentes - mesmo um desvio de 0,05 mm pode fazer com que o braço robótico se desalinhe, comprometendo a segurança cirúrgica.O cliente (um desenvolvedor de dispositivos médicos) precisava de dois componentes principais para o seu robô de assistência cirúrgica:
1.1 componentes estruturais em miniatura de aço inoxidável
- Aplicação: Usado no extremo do braço robótico
- Dimensões: Apenas 7 × 7 × 22 mm, com um corte extremamente fino de 0,1 mm na borda
- Pontos dolorosos anteriores: Devido à deformação e à rugosidade da superfície inferior ao padrão, os cortes deformaram-se facilmente, resultando numa taxa de sucata de até 30%
1.2 Componentes do eixo do sistema de transmissão
- Aplicação: Usado nas articulações giratórias do braço robótico
- Exigência de precisão: Desvio radial e axial controlado; desvio total para um orifício de 2,5 mm de diâmetro ≤ 0,02 mm
- Pontos dolorosos anteriores: O cliente não cumpriu o padrão de descarga nas tentativas de usinagem anteriores
1.3 Requisitos fundamentais do cliente
- Aumentar a taxa de qualificação dos componentes para mais de 99% e controlar os custos
- Entregar o primeiro lote de amostras no prazo de 15 dias para apoiar os testes posteriores da máquina completa
A Elite Mold Tech desenvolveu uma solução direccionada que combinaMachining de precisão CNCeProcessos de corte de fiospara dar resposta a estas necessidades.
II. Implementação da solução: Melhoria da precisão de dois componentes principais
Para os dois tipos de componentes do cliente, resolvemos os desafios de usinagem através de três medidas-chave: otimização do processo, design de luminárias e melhorias na inspecção de qualidade.
2.1 Micro peças de aço inoxidável: usinagem de precisão de cortes finos de 0,1 mm
O maior desafio para esta peça de aço inoxidável de 7×7×22mm reside nos cortes finos de 0,1mm nas bordas:
- O aço inoxidável tem alta dureza (HRC 30-35), de modo que o estresse desigual durante a usinagem de corte fino causa facilmente deformação.
- Requisito de rugosidade da superfície: Ra 0,8 μm (equivalente a suavidade de espelho).
- Emissão anterior: O único processo de fresagem CNC do cliente levou a altas taxas de sucata.
Resolvemos estes problemas através de uma solução em três etapas:
Passo 1: Combinação de processos
- Primeiro, use a fresagem CNC para mecanizar a estrutura principal da peça, deixando uma franquia de mecanização de 0,1 mm.
- Em seguida, useDispositivos de detecção de ondasPara processar os cortes finos:
- Adotar um eletrodo de fio com um diâmetro de apenas 0,12 mm para cortar com precisão a borda fina de 0,1 mm.
- O processamento sem contacto evita a deformação induzida por tensão e obtém uma rugosidade de superfície de Ra 0,8 μm sem polir posteriormente.
Passo 2: Optimização dos parâmetros Redução do esforço de usinagem
- Moagem CNC: Ajustar a velocidade do fuso de 8.000 rpm para 6.000 rpm; usar névoa de óleo de resfriamento em vez de fluido de corte tradicional para minimizar a deformação térmica.
- Corte de fios: Velocidade do fio de controlo a 8 m/s; pausa de 2 segundos a cada 5 mm para liberar a tensão, reduzindo ainda mais o risco de deformação.
Passo 3: Instalações personalizadas
Os acessórios tradicionais não conseguem fixar com precisão as peças minúsculas.fixação combinada de pinça de vácuo + bloco de pressão elástico:
- A sucção de vácuo fixa o fundo da peça.
- Os blocos de pressão elásticos pressionam suavemente as bordas, mantendo a pressão abaixo de 5 N (evitando o deslocamento e a deformação da peça devido a uma pressão excessiva).
Resultado: O primeiro lote de 30 micro peças de aço inoxidável passou todos os testes (taxa de sucata 0%), e o ciclo de processamento foi reduzido de 7 dias para 5 dias.
2.2 Componentes do eixo do sistema de transmissão: 0,02 mm Método de controlo da tolerância total de escoamento
Os componentes do eixo do sistema de transmissão são críticos para a "flexibilidade rotacional" do robô cirúrgico.O braço robótico pode bloquear ou desviar-seO requisito (descolagem total ≤ 0,02 mm para um buraco de φ 2,5 mm) é equivalente a 40% do diâmetro de um cabelo humano (≈ 0,05 mm).
Conseguimos avanços em três domínios:
Passo 1: Rota de usinagem ∆ Datum primeiro, moldagem de um único passo
O núcleo do controlo total do escoamento é a precisão da superfície do dado.
- Superfície de dado da máquina A num torno de alta precisão, assegurando uma planitude ≤ 0,005 mm (verificada com um indicador de mostrador, erro dentro de 0,003 mm).
- Processar o buraco de localização de φ2 mm no mesmo torno sem desmontar a peça (evitar desvios da fixação secundária).
- Para evitar desvios de cilindricidade, utilizar a rotação contínua do buraco de φ2,5 mm (sem paradas no meio do processo); cilindricidade final alcançada: 0,008 mm.
Passo 2: Equipamento e acoplamentos
- Seleção do equipamento: Utilize um torno de precisão com um desvio de fuso ≤ 0,003 mm (muito superior ao dos tornos convencionais ≈ 0,01 mm).
- Instalação personalizada: Projetar um dispositivo de compensação da excentricidade utiliza um botão de regulação a nível de micrões para controlar a tolerância de deslocamento dentro de 0,01 mm,assegurar a coaxialidade entre a superfície de referência e as superfícies de usinagem subsequentes.
Passo 3: Melhoria da Inspecção da Qualidade
As máquinas de medição de coordenadas tradicionais (CMM) têm sondas com diâmetros ≥ 0,5 mm, que não podem penetrar buracos φ de 2,5 mm para medir o escoamento.RENISHAW "Star Micro Probe"(diâmetro da ponta 0,1 mm) para inserir directamente em pequenos furos e medir com precisão o escoamento radial/axial.
ResultadoO escoamento total de todos os furos φ2,5 mm em todas as partes foi ≤ 0,018 mm (muito superior ao requisito de 0,02 mm do cliente).
III. Realizações do projecto: atingir padrões duplos em termos de precisão e eficiência
Após 12 dias de processamento e inspecção de qualidade, entregámos os dois componentes principais, atingindo três objectivos principais:
3.1 Objetivos de precisão cumpridos
- Peças de aço inoxidável micro: taxa de aprovação de 100%
- Componentes do eixo (descolagem total): taxa de aprovação de 99,5% (apenas um componente necessitado de retrabalho devido a uma pequena colisão da sonda durante a inspeção e que cumpriu as normas após o reprocessamento)
3.2 Melhoria da eficiência
A entrega foi concluída.3 dias antes do prazo de entrega de 15 dias do cliente, poupando tempo valioso para a subsequente montagem e ensaios da máquina completa.
3.3 Otimização dos custos
- O custo unitário de processamento para ambos os componentes foi reduzido em 18% em comparação com o fornecedor anterior do cliente.
- A taxa de sucata caiu de 30% para 0%, minimizando o desperdício de material.
Feedback pós-entregaO cliente completou o teste de máquina completa do robô cirúrgico com precisão de posicionamento da extremidade do braço de 0,1 mm e articulações rotativas operadas continuamente por 1000 ciclos sem atraso.satisfazer plenamente os requisitos da cirurgia médica.
IV. Por que escolher a Elite Mold Tech para o processamento de componentes médicos?
A precisão e a confiabilidade são fundamentais para componentes de dispositivos médicos (por exemplo, robôs cirúrgicos), e estes são os pontos fortes da Elite Mold Tech:
4.1 Forte capacidade de processamento
Mestre processos essenciais, incluindo usinagem de precisão CNC, EDM de fio e usinagem suíça; processar uma variedade de materiais de grau médico (aço inoxidável, liga de titânio,plásticos médicos) com tolerâncias tão apertadas quanto ±0.005mm.
4.2 Uma vasta experiência na indústria
Com mais de 5 anos de experiência no atendimento de clientes médicos, estamos familiarizados com:
- Normas de tolerância GD&T para componentes de dispositivos médicos
- Requisitos de tratamento de superfície (por exemplo, passivação, revestimentos estéreis)
- Mitigação proativa dos riscos de concepção e fabrico
4.3 Garantia estrita da qualidade
Equipado com equipamento de inspecção de alta precisão (CMM de sonda RENISHAW, medidores de diâmetro a laser); realizar 100% de inspecção em todas as fases para garantir desvio zero nas peças entregues.
Se estiver a desenvolver produtos médicos (por exemplo, robôs cirúrgicos, equipamento de diagnóstico) e precisar de usinagem personalizada de componentes de alta precisão, contacte-nos.A Elite Mold Tech fornece soluções completas, desde a revisão do projeto até à produção em massa, para acelerar a implementação das suas inovações médicas..
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