Skausmo taškas

Medicinos prietaisų kūrėjai vis dažniau reikalauja pritaikytos adatos antgalio geometrijos lazeriu iškirptoms hipotamzdinių kateterių tiekimo sistemoms. Tradicinės 3-ašių šlifavimo staklės gali gaminti tik paprastus vieno-nuožulnius profilius. Sudėtingi daugiasluoksniai antgaliai, asimetriniai pjovimo profiliai ir mišrūs kūginiai perėjimai negali būti įgyvendinami esant ribotam ašies judėjimui. Daugelis pritaikytų projektų susiduria su gamybos kliūtimis. Kliento 2D / 3D brėžiniuose nurodomi kelių kampų paviršiai ir ne Itin smulkiems Ø0,20 mm vamzdžiams suspaudimas ir sinchronizuotas judesio valdymas yra labai sudėtingi. Nedidelės ašies sinchronizavimo klaidos sukuria netolygius briaunus, briaunų įdubimus ir antgalio koncentriškumo nuokrypį. Perjungiant skirtingus pasirinktinius antgalius, partijos pakartojamumas yra prastas. Perėjimo tarp skirtingų dalių numerių laikas yra ilgas, todėl prototipo pristatymo laikas pailgėja. Daugelis pritaikytų hipotamzdžių agregatų sujungia sudėtingus lazeriu pjovimo modelius su specializuota antgalio geometrija. Antgalis turi išlaikyti mechaninį suderinamumą su spirale išpjautomis arba pertrauktomis hipotamzdžių struktūromis. Neautomatinis tinkintų profilių programavimas{21}}atima daug laiko ir dažnai pasitaiko klaidų. Neturėdami 5 ašių galimybės, gamintojai turi atmesti daugelį pasirinktinių antgalių projektų arba pristatyti dalis, kurios neatitinka funkcinių bandymų ir ISO13485 patvirtinimo reikalavimų.

Principas

5-ašių CNC adatos šlifavimo šlifavimas veikia tuo pačiu metu kelių-laipsnių--laisvės judesių valdymo principu. Įrenginys turi penkias nepriklausomas judėjimo ašis: tris linijines ašis X, Y, Z ir dvi sukimosi ašis, leidžiančias šlifavimo diskui ir vamzdžio ruošiniui laisvai judėti ir suktis vienas kito atžvilgiu. Užuot iš naujo{9}}suspaudusi detalę, kad apdirbtų kiekvieną briauną nuosekliai, 5-ašių sistema palaiko vieną fiksuotą ruošinio sąranką ir nuolat koreguoja ruošinio kampą ir rato padėtį. Tai pašalina lygiavimo klaidas, atsirandančias dėl pakartotinio tvirtinimo. Sudėtingi susikertantys paviršiai, daugiasluoksniai lancetų profiliai, asimetrinės pagal užsakymą suformuotos geometrijos ir sklandžiai sumaišyti kūgiai gali būti programuojami tiesiai iš kliento 3D CAD modelių. Šlifavimo kelias apskaičiuoja medžiagos pašalinimo tūrį kiekviename antgalio taške, kontroliuojant atsargų kiekį grubaus ir smulkaus šlifavimo eigoje. Sistema palaiko pastovų šlifavimo kontaktinį slėgį ir pastovų pjovimo greitį lenktuose ir kampuotuose paviršiuose. Tai sumažina vietinį šilumos kaupimąsi ir šlifavimo susidarymą. Naudojant plonasienius vamzdelius, naudojant 5 ašių judėjimo trajektoriją galima išvengti pernelyg didelio medžiagos pašalinimo kritinėje galo šaknies zonoje, išsaugant sienelės storį ir mechaninį stiprumą,{19}}ašinis šlifavimas palaiko visas įprastas hipotamzdžių medžiagas, įskaitant 304, 316L, 17-7PH, nitinolį ir L605. Užbaigti pasirinktiniai antgaliai integruojami su lazeriu išpjautais hipotamzdžių velenais, todėl minimaliai invaziniams intervenciniams įrenginiams užtikrinamas subalansuotas stumdymas, atsekamumas ir sukimo momentas, atitinkantis ISO9001:2015 ir ISO13485 kokybės standartus.

Įrangos klasifikacija

5-ašių CNC šlifavimo platformos, skirtos medicininiams hipotamzdinių adatų antgalių antgaliais, turi keletą sub{10}klasifikacijų pagal mechaninę struktūrą ir taikymo sritį. Pirmasis tipas yra 5-ašies sukamieji šlifuokliai. Ruošinys montuojamas ant sukamojo pakreipiamo stalo, o šlifavimo diskas juda išilgai tiesinių ašių. Ši konfigūracija pasižymi puikiu standumu ir yra plačiai naudojama vidutinio ir didelio dydžio hipotamzdžiams. Antrasis tipas yra 5-ašies šlifuokliai. Šlifavimo velenas pakreipiamas ir sukasi, o ruošinys lieka pritvirtintas prie linijinių slydimo. Ši konstrukcija užtikrina itin-tikslią mikro Ø0,20 mm vamzdelio antgalių padėtį. Trečia, hibridinės 5-ašių šlifavimo sistemos sujungia mechaninį šlifavimą su integruotais elektrocheminiais apdailos moduliais. Jie atlieka pirminės geometrijos formavimą naudodami 5 ašių abrazyvinį šlifavimą, tada pereina prie EKG, kad pašalintų mikro įbrėžimus ir liekamąjį įtempimą vienoje mašinos ląstelėje. Ketvirta, kompaktiški staliniai 5 ašių mikro šlifuokliai naudojami MTTP prototipų kūrimui ir mažų partijų pasirinktiniams pavyzdžiams. Jie turi mažesnius darbinius apvalkalus ir mažesnį pralaidumą, tačiau reikalauja mažiau kapitalo investicijų ankstyvam įrenginių kūrimui. Visose 5 ašių mašinose naudojami deimantiniai arba CBN superabrazyviniai medicininių lydinių šlifavimo diskai. Juose sumontuotos didelio tikslumo servo pavaros, uždaro ciklo padėties grįžtamasis ryšys, užtvindymo aušinimo skysčio tiekimo sistemos ir mašinoje esantis zondavimas ruošinio išlygiavimui. Automatinės ratų apdirbimo sistemos palaiko abrazyvinio paviršiaus kokybę ilgų individualių gamybos procesų metu. 5 ašių mašinos tipo pasirinkimas priklauso nuo vamzdžio skersmens diapazono, antgalio geometrijos sudėtingumo, medžiagos tipo ir gamybos apimties reikalavimų.

Praktinio naudojimo vadovas

5-ašių tinkinto šlifavimo darbo eiga prasideda CAD modelio importavimu ir proceso modeliavimu. Kliento 2D / 3D brėžiniai konvertuojami į mašin-skaitomus CAM failus. Inžinieriai imituoja šlifavimo įrankio kelią, kad patikrintų ratų susidūrimą, pernelyg didelį medžiagos pašalinimą ir antgalio šaknų įtempimo riziką prieš bet kokį fizinį apdirbimą. Kitas, armatūros projektavimas ir ruošinio nustatymas. Individualizuotos minkštos žandikaulio tvirtinimo detalės koncentriškai suspaudžia vamzdžių ruošinius be vamzdžio deformacijos. Išankstinis{13}}šlifavimo tiesumo patikrinimas užtikrina, kad lazeriu iškirptas vamzdelis nesulenktas. Ruošinio zondavimas nustato tikslią hipotamzdžio ruošinio vidurio padėtį. Tada CAM programavimas: nustatykite grubaus šlifavimo žingsnius, kad pašalintumėte birią medžiagą, palikdami kontroliuojamą atsargą smulkiam apdailai. Smulkūs šlifavimo takai formuoja galutinę daugiasluoksnę geometriją. 5 ašių judesys sinchronizuoja sukimosi ir linijines ašis, kad išlaikytų pastovias sąlyčio sąlygas visuose antgalio paviršiuose. Aušinimo skysčio srauto parametrai konfigūruojami pagal medžiagos tipą; Nitinolio bėgyje naudojamas didesnis aušinimo skysčio srautas, siekiant apriboti šilumos kaupimąsi. Po šlifavimo detalės iškraunamos ir siunčiamos ultragarsiniam valymui, kad būtų pašalintos abrazyvinės drožlės. Tikrinant naudojamas 3D optinis nuskaitymas, kad būtų galima palyginti gatavą antgalio geometriją su originaliu CAD modeliu. Prasiskverbimo jėgos ir mechaninio nuovargio bandymai patvirtina įžeminimo antgalio, suporuoto su lazeriu išpjauto vamzdžio velenu, funkcines savybes. Jei yra geometrijos nuokrypis, CAM įrankio trajektorijos parametrai koreguojami ir imituojami iš naujo. Pirmieji gaminio patikrinimo dokumentai yra užpildyti ir patvirtinti prieš išleidžiant partiją. Visos proceso programos, modeliavimo žurnalai ir tikrinimo duomenys yra archyvuojami, kad būtų galima atsekti ISO13485. Kiekvienam naujam pasirinktinio antgalio variantui prieš masinę gamybą reikia patvirtinti procesą.

Praktinė patirtis

Gaminant pagal užsakymą vamzdžių antgalius, 5-ašių šlifavimas išsprendžia daugybę tradicinės 3-ašių įrangos apribojimų, tačiau operatoriai turi suprasti jos unikalius iššūkius. CAM modeliavimas yra labai svarbus. Dėl blogai užprogramuotų įrankio takų šlifavimo diskas gali atsitrenkti į hipotamzdžio veleną, sugadindamas lazeriu pjaustytą spiralę arba nutrūkusius pjovimo raštus. Daugelis nestandartinių dizainų turi aštrius perėjimus ties galiuko šaknimi. 5-ašių programuotojas turi pridėti sumaišytus spindulius įrankio kelyje, kad būtų išvengta sienelės plonėjimo ir įtempių koncentracijos. 5-ašies staklės yra labai jautrios ruošinio nutekėjimui. Net ir maža koncentriškumo klaida sustiprėja dėl kelių{21}fragmentų galiukų, todėl susidaro asimetriniai briaunų dydžiai. Todėl prieš šlifavimo tiesumo patikra yra privaloma. Kita svarbi pamoka: sudėtingo kelių paviršių šlifavimo metu ratų susidėvėjimas skirtingai veikia kiekvieną ašį. Turi būti įjungtas automatinis ratų kompensavimas, kitaip briaunų kampai palaipsniui nukrypsta per partiją. Individualiems Nitinol hipotuzono antgaliams reikia kruopščiai valdyti šilumą. Nors 5 ašių šlifavimas užtikrina tikslų judesį, ilgalaikis kontaktas vis tiek rizikuoja fazėmis. Naudojant Nitinol pasirinktines geometrijas, 5 ašių grubaus šlifavimo derinimas su EKG apdaila yra patikimas būdas. Norint perjungti skirtingus pasirinktinius antgalio modelius, reikia iš naujo zonduoti ir patikrinti programą. Gamyklos palaiko patvirtintų CAM šablonų biblioteką, skirtą įprastoms patarimų šeimoms, kad sutrumpėtų pasirinktinio projekto vykdymo laikas. Glaudus projektavimo inžinierių ir 5 ašių šlifavimo specialistų bendradarbiavimas piešimo etape žymiai sumažina iteracijos ciklus.

Santrauka

5-ašių CNC šlifavimas leidžia gaminti sudėtingas pasirinktines adatos antgalių geometrijas, skirtas lazeriu išpjautoms hipotamzdinių kateterių sistemoms. Suteikdama sinchronizuotą judesį per penkias ašis, technologija pašalina tradicinės 3-ašių šlifavimo įrangos geometrinius apribojimus. Jis gali gaminti daugialypius{10}lancetinius, asimetrinius pagal užsakymą, mišrius kūginius ir troakarinius antgalius tiesiogiai iš kliento 3D CAD duomenų. Įvairių kategorijų 5 ašių šlifavimo staklės skirtos mikrohipovamzdelių prototipams kurti ir didelės apimties medicininei gamybai. Darbo eiga apima CAD modeliavimą, tvirtinimo detalių nustatymą, CAM programavimą, etapinį šlifavimą, valymą ir kelių matmenų patikrinimą. Gamybos patirtis rodo, kad įrankio trajektorijos modeliavimas, koncentriškumo valdymas ir ratų susidėvėjimo kompensavimas yra svarbūs sėkmės faktoriai, kai naudojami pasirinktiniai antgalio projektai,{12}}šlifuojant ašį galima išsaugoti lazeriu išpjautų vamzdžių velenų struktūrinį vientisumą ir pateikti tikslią tinkintą antgalio geometriją. Optimizuoti pritaikyti įžeminimo antgaliai veikia kartu su spiralinio, pertraukto ir radialinio pjūvio hipotamzdžių struktūromis, kad būtų užtikrintas patikimas stumiamumas, sekamumas ir sukimo momento veikimas širdies ir kraujagyslių, neurologiniams, šlapimo takų ir periferinių kraujagyslių minimaliai invaziniams medicinos prietaisams pagal ISO13485 kokybės sistemas.

Prospektas ir pasiūlymas

Individualizuotų hipoto vamzdelių antgalių sprendimų paklausa ir toliau augs, nes intervencinė medicina kuria labiau individualizuotas minimaliai invazines procedūras. Būsimos 5-ašių šlifavimo sistemos integruos realaus laiko optinius matavimus mašinos viduje, leisdamos automatiškai reguliuoti įrankio kelią pagal išmatuotą dalies geometriją. Medicinos prietaisų gamintojams rekomenduojama įtraukti 5 ašių šlifavimo tiekėjus į individualių hipotambulių mazgų koncepcijos projektavimo etapą. Ankstyva CAM galimybių peržiūra gali pašalinti negaminamą geometriją prieš pradedant brangų prototipą. MTTP komandos, kuriančios sudėtingus neurologinius ir periferinius kraujagyslių prietaisus, turėtų teikti pirmenybę 5 ašių šlifavimui pagal užsakymą pagamintiems antgalių profiliams. Gamyklos turėtų sukurti patvirtintą CAM šablonų biblioteką, skirtą įprastoms antgalių geometrijoms ir medžiagoms, kad sutrumpėtų pasirinktinio projekto vykdymo laikas. Operatoriaus mokymas turi apimti ir CNC programavimo, ir medicininių medžiagų metalurgijos žinias. Skaitmeninis dvigubas viso šlifavimo proceso modeliavimas taps įprasta praktika, siekiant sumažinti fizinių bandomųjų dalių skaičių. 5 ašių individualaus adatos antgalio šlifavimo meistriškumas leis hipotamzdelių komponentų pardavėjams palaikyti novatoriškiausias intervencinių medicinos prietaisų programas visame pasaulyje, išlaikant visišką ISO13485 standartų atitiktį.