Avec les progrès rapides de la technologie médicale, les robots chirurgicaux sont devenus une aide essentielle pour améliorer la précision du diagnostic et du traitement.De l'implantation précise d'articulations artificielles en chirurgie orthopédique à l'analyse d'échantillons au niveau millimétrique en laboratoire, des composants de haute précision sont essentiels.Les composants de base tels que le bras robotique et le système de transmission des robots chirurgicaux nécessitent souvent des dimensions extrêmement petites et un contrôle strict des tolérances (souvent aussi bas que 0)..01 mm), ce qui impose des exigences extrêmement élevées aux procédés d'usinage.
En tant que fournisseur de services spécialisé dans le prototypage rapide CNC et la personnalisation de précision, Elite Mold Tech a récemment achevé un projet d'usinage pour un client axé sur les composants de base des robots chirurgicaux.Des pièces microscopiques en acier inoxydable aux composants clés du système de transmission, nous avons maintenu des normes de précision strictes tout au long du processus,s'attaquer aux principaux défis du client liés aux taux élevés de ferraille et à la difficulté de respecter les tolérancesEnsuite, nous partagerons notre approche du traitement personnalisé des composants de robots chirurgicaux à travers une étude de cas spécifique.
I. Contexte du projet: la rigide exigence de précision dans les composants de robots chirurgicaux
Les performances d'un robot chirurgical dépendent directement de la précision d'usinage de ses composants, même une déviation de 0,05 mm peut provoquer un désalignement du bras robotique, compromettant la sécurité chirurgicale.Le client (un développeur de dispositifs médicaux) avait besoin de deux composants de base pour son robot d'assistance chirurgicale:
1.1 Composants structurels miniatures en acier inoxydable
- Application du projet: Utilisé à l'extrémité du bras robotique
- Les dimensions: seulement 7 × 7 × 22 mm, avec une coupe extrêmement mince de 0,1 mm au bord
- Points douloureux antérieurs: En raison de la déformation et de la rugosité de la surface, les coupes se déforment facilement, ce qui entraîne un taux de ferraille allant jusqu'à 30%
1.2 Composants de l'arbre du système de transmission
- Application du projet: Utilisé dans les articulations tournantes du bras robotisé
- Exigence de précision: débit radial et axial contrôlé; débit total pour un trou de 2,5 mm de diamètre ≤ 0,02 mm
- Points douloureux antérieurs: Le client n'a pas respecté la norme de débit lors de précédentes tentatives d'usinage
1.3 Exigences fondamentales du client
- Augmenter le taux de qualification des composants à plus de 99% tout en contrôlant les coûts
- Livrer le premier lot d'échantillons dans un délai de 15 jours pour soutenir les essais complets ultérieurs de la machine
Elite Mold Tech a développé une solution ciblée combinantMachinerie de précision CNCetprocédés de coupe de filpour répondre à ces besoins.
II. Mise en œuvre de la solution: amélioration de la précision pour deux composants essentiels
Pour les deux types de composants du client, nous avons résolu les défis d'usinage grâce à trois mesures clés: optimisation des processus, conception des appareils et amélioration de l'inspection de la qualité.
2.1 Micro pièces en acier inoxydable: usinage de précision de coupes minces de 0,1 mm
Le plus grand défi pour cette pièce en acier inoxydable de 7×7×22 mm réside dans les coupes minces de 0,1 mm sur les bords:
- L'acier inoxydable a une dureté élevée (HRC 30-35), de sorte que les contraintes inégales lors de l'usinage à découpe mince provoquent facilement des déformations.
- Exigence de rugosité de surface: Ra 0,8 μm (équivalent à une douceur de type miroir).
- Numéro précédent: Le processus de fraisage CNC unique du client a entraîné des taux de ferraille élevés.
Nous avons résolu ces problèmes en trois étapes:
Étape 1: Combinaison des procédés ¥ Fraisage CNC + EDM de fil
- Tout d'abord, utilisez le fraisage CNC pour usiner la structure principale de la pièce, laissant une allocation d'usinage de 0,1 mm.
- Alors, utilisezélectroménager par câble à vitesse lentepour le traitement des coupes minces:
- Adopter une électrode de fil avec un diamètre de seulement 0,12 mm pour couper avec précision le mince bord de 0,1 mm.
- Le traitement sans contact évite les déformations induites par les contraintes et permet d'obtenir une rugosité de surface de Ra 0,8 μm sans polissage ultérieur.
Étape 2: Optimisation des paramètres
- Fraisage CNC: ajuster la vitesse de la broche de 8 000 à 6 000 tr/min; utiliser une brume d'huile de refroidissement au lieu du fluide de coupe traditionnel pour minimiser la déformation thermique.
- Coupe de fil: régler la vitesse du fil à 8 m/s; faire une pause de 2 secondes tous les 5 mm pour libérer les contraintes, réduisant ainsi davantage le risque de déformation.
Étape 3: Fixtures personnalisées
Les fixations traditionnelles ne peuvent pas fixer avec précision les petites pièces, nous avons donc conçu unun dispositif de fixation combiné de pince à vide et de bloc de pression élastique:
- L'aspiration sous vide fixe le fond de la pièce.
- Les blocs de pression élastiques pressent doucement les bords, en maintenant la pression inférieure à 5 N (empêche le déplacement et la déformation des pièces par une pression excessive).
Résultat: Le premier lot de 30 pièces en acier inoxydable micro a toutes passé les tests (taux de ferraille 0%), et le cycle de traitement a été réduit de 7 jours à 5 jours selon les attentes du client.
2.2 Composants de l'arbre du système de transmission: méthode de contrôle de la tolérance totale de ruissellement de 0,02 mm
Les composants de l'arbre du système de transmission sont essentiels à la "flexibilité de rotation" du robot chirurgical.le bras robotisé peut se bloquer ou dévierL'exigence (extension totale ≤0,02 mm pour un trou de φ2,5 mm) est équivalente à 40% du diamètre d'un cheveu humain (≈0,05 mm).
Nous avons réalisé des percées dans trois domaines:
Étape 1: Route d'usinage ¥ Date première, moulage en une étape
Le noyau du contrôle total du débit est la précision de la surface de référence.
- Surface de référence de la machine A sur un tour de haute précision, assurant une planéité ≤ 0,005 mm (vérifiée avec un indicateur de cadran, erreur inférieure à 0,003 mm).
- Traiter le trou de localisation φ2 mm sur le même tour sans démonter la pièce (éviter les écarts de serrage secondaire).
- Utiliser un tournage continu pour le trou de φ2,5 mm (pas d'arrêt à mi-processus) pour éviter les écarts de cylindricité; cylindricité finale obtenue: 0,008 mm.
Étape 2: Équipement et appareils
- Sélection de l'équipement: Utiliser un tour de précision dont le débit du fuseau est ≤ 0,003 mm (de loin supérieur à celui des tours conventionnels ≈ 0,01 mm).
- Fixation personnalisée: Conception d'un dispositif de compensation de l'excentricité· utilise un bouton de réglage au niveau du micron pour contrôler la tolérance de décalage à 0,01 mm,assurant la coaxialité entre la surface de référence et les surfaces d'usinage suivantes.
Étape 3: Amélioration de l'inspection de la qualité
Les machines de mesure des coordonnées traditionnelles (CMM) ont des sondes dont le diamètre est ≥ 0,5 mm, qui ne peuvent pas pénétrer les trous φ de 2,5 mm pour mesurer le débit.RENISHAW "Sonde de micro-étoile"(diamètre de la pointe 0,1 mm) pour les insérer directement dans de petits trous et mesurer avec précision le débit radial/axial.
Résultat: le débit total de tous les trous φ2,5 mm sur toutes les pièces était ≤ 0,018 mm (bien supérieur à la demande de 0,02 mm du client).
III. Réalisations du projet: réalisation de doubles normes en matière de précision et d'efficacité
Après 12 jours de traitement et d'inspection de la qualité, nous avons livré les deux composants principaux, atteignant trois objectifs clés:
3.1 Les objectifs de précision atteints
- Pièces en acier inoxydable micro: taux de réussite de 100%
- Components de l'arbre (débit total): taux de réussite de 99,5% (un seul composant a dû être retravaillé en raison d'une collision mineure de la sonde lors de l'inspection et a respecté les normes après retraitement)
3.2 Amélioration de l'efficacité
La livraison est terminée.3 jours avant le délai de 15 jours prévu par le client, ce qui permet d'économiser un temps précieux pour l'assemblage et les essais ultérieurs de la machine complète.
3.3 Optimisation des coûts
- Le coût de traitement unitaire des deux composants a été réduit de 18% par rapport au fournisseur précédent du client.
- Le taux de ferraille est passé de 30% à 0%, réduisant ainsi le gaspillage de matériaux.
Réactions après la livraison: le client a terminé les essais en machine complète du robot chirurgical, la précision de positionnement de l'extrémité du bras atteint 0,1 mm, et les joints rotatifs fonctionnent en continu pendant 1 000 cycles sans retard,répondre pleinement aux exigences de la chirurgie médicale.
Pourquoi choisir Elite Mold Tech pour le traitement de composants médicaux?
La précision et la fiabilité sont essentielles pour les composants des dispositifs médicaux (par exemple, les robots chirurgicaux), et ce sont les principales forces d'Elite Mold Tech:
4.1 Des capacités de traitement solides
Maîtriser les processus de base, y compris l'usinage CNC de précision, l'EDM de fil et l'usinage suisse; traiter une variété de matériaux de qualité médicale (acier inoxydable, alliage de titane,plastiques médicaux) avec des tolérances aussi étroites que ±0Un.005 mm.
4.2 Une riche expérience dans l'industrie
Avec plus de 5 ans d'expérience au service de clients médicaux, nous connaissons:
- Normes de tolérance GD&T pour les composants des dispositifs médicaux
- Exigences en matière de traitement de surface (par exemple, passivation, revêtements stériles)
- Réduction proactive des risques de conception et de fabrication
4.3 Assurance de qualité stricte
Équipé d'un équipement d'inspection de haute précision (CMM de sonde RENISHAW, jauges de diamètre laser); effectuer une inspection à 100% à chaque étape pour assurer une déviation zéro dans les pièces livrées.
Si vous développez des produits médicaux (par exemple, des robots chirurgicaux, des équipements de diagnostic) et que vous avez besoin d'un usinage sur mesure de composants de haute précision, veuillez nous contacter.Elite Mold Tech fournit des solutions de bout en bout, de la révision de la conception à la production en série, pour accélérer la mise en œuvre de vos innovations médicales..
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