Офіційне оголошення про досягнення

Ми офіційно запускаємоСерія Jingmouнадточні дистальні корпуси, знаменуючи собою важливий прорив у технології інтеграції дистального кінця ендоскопа. Маючи надзвичайні розмірні та позиційні допуски ±0,005 мм, продукт ідеально інкапсулює мініатюрні камери, освітлювальні оптичні волокна, рідинні канали та робочі канали інструментів у просторі мінімального діаметру лише 1,5 мм. Поєднавши 5-осьове мікрофрезерування з ЧПК із мікроелектророзрядною обробкою (мікро-EDM), ми досягли виробництва без задирок складних багатолюменних геометрій із гострими внутрішніми профілями, забезпечуючи бездоганну структурну основу для високої чіткості, 3D і робототехніки наступного покоління. ендоскопи.

Передумови досліджень і розробок і проблеми

Виробництво звичайних дистальних компонентів ендоскопа довгий час обмежувалося компромісом міжфункціональна інтеграція та структурна міцність. Для розміщення все більш мініатюрних датчиків CMOS/CCD, оптичних модулів із вищим пікселем і додаткових функціональних каналів внутрішні конструкції корпусу стали складнішими. Однак традиційні методи обробки (наприклад, свердління, 2,5-осьове фрезерування) не можуть отримати високоточні просвіти неправильної форми на мікромасштабі. Негострі внутрішні кути спричиняють зміщення оптичних компонентів на мікронному рівні, викликаючи спотворення зображення, втрати оптичного шляху або нерівномірне освітлення. Задирки та мікронерівності всередині просвітів дряпають делікатні пучки волокон і кабелі датчиків, що є основною причиною передчасного виходу пристрою з ладу. Клінічні відгуки показують, що приблизно 15% проблем із якістю зображення ендоскопа (таких як віньєтування, спотворення та аномалії пікселів) виникають через недостатню точність виготовлення дистальних корпусів.

Основні технологічні інновації

• Гібридний процес 5-осьового пов’язаного мікрофрезерування та мікроелектронної обробкиМи розробили власний робочий процес гібридного виробництваспочатку фрезерування, потім обробка EDM. По-перше, мікрорізи з ультратвердого сплаву з мінімальним діаметром 0,1 мм використовуються на 5-осьовому верстаті з ЧПК для виконання мікрофрезерування на рівні мікрон на медичній нержавіючій сталі або титановому сплаві з попереднім формуванням первинних просвітів. Потім Micro-EDM застосовується до точних внутрішніх прямих кутів, глибоких вузьких канавок і ультратонких ребер (до 0,05 мм), недоступних для фрез. Завдяки власно розробленим алгоритмам онлайнової обробки електродів і компенсації траєкторії мікро-ЕДМ досягає точності розмірів ±2 мкм і шорсткості поверхні Ra менше або дорівнює 0,2 мкм, ідеально створюючи гострі внутрішні кути та поверхні без задирок.
• Система компенсації обробки із замкнутим циклом на основі внутрішньомашинних датчиківВисокоточні контактні зонди та інтерферометри білого світла вбудовані в верстати. Після ключових етапів обробки проводяться вимірювання заготовки на місці для отримання даних у реальному часі, включаючи розміри просвіту, точність позиції та круговість. Система порівнює дані вимірювань із моделями CAD, прогнозує знос інструменту та помилки термічної деформації за допомогою алгоритмів штучного інтелекту та динамічно компенсує на наступних етапах обробки. Це контролює стандартне відхилення критичних коливань розмірів від партії до партії в межах 0,0015 мм, уможливлюючи масове виробництво з екстремальними допусками.
• Багатоступенева нанорозмірна технологія обробки поверхніПостобробка складається з трьох етапів:електрохімічне полірування-магнітореологічне полірування-надкритичне очищення CO₂. Електрохімічне полірування видаляє кілька мікрон поверхневого матеріалу, щоб згладити мікропіки та западини. Магнітореологічне полірування забезпечує нанорозмірну обробку критичних ділянок, таких як оптичні монтажні поверхні, досягаючи дзеркального рівня обробки (Ra менше або дорівнює 0,05 мкм). Остаточне надкритичне очищення CO₂ повністю видаляє субмікронні частинки та масляні плівки без пошкоджень, створюючи ідеальну підкладку для подальшого стерильного з’єднання та точного вирівнювання оптичних компонентів.

Робочий механізм

Основний механізм цього продукту полягає впобудова абсолютно точної фізичної системи координат для світла та інформації. Кожен просвіт і позиціонуюча поверхня всередині корпусу виступає як основа для мікроскладання оптичних і електронних компонентів. Допуск ±0,005 мм гарантує, що відхилення оптичної осі між площиною датчика камери та групою оптичних лінз буде нижче порогового значення для відчутного спотворення зображення. Гострі внутрішні кути дозволяють встановити без зазорів неправильні оптичні компоненти (наприклад, D-подібні датчики CMOS), запобігаючи мікропереміщенням, спричиненим тепловим розширенням і звуженням під час стерилізації або клінічного використання. Внутрішні канали без задирок захищають оптичні волокна діаметром 125 мкм від пошкоджень під час багаторазового вставлення та виймання, забезпечуючи постійну яскравість і рівномірність освітлення. Ультратонкі, але рівномірні реберні стінки (0,05 мм) максимізують використання внутрішнього простору, зберігаючи загальну структурну жорсткість за допомогою оптимізованої конструкції за допомогою кінцевих елементів, протистоячи складним навантаженням, які виникають під час згинання ендоскопа всередині тіла людини.

Перевірка продуктивності

Під час випробувань на оптичне вирівнювання модулі ендоскопів, обладнані корпусами Jingmou, досягають похибки співвісності менше 0,01 градуса між оптичною віссю камери та механічною віссю, а також паралельності в межах 1 кутової секунди між фокальною площиною лінзи та площиною датчика, що значно перевищує галузеві стандарти. На випробувальних діаграмах стандартної роздільної здатності ISO 8600-3 готовий ендоскоп показує різницю затухання MTF (функція передачі модуляції) менше ніж 5% між центральною та периферійною областями, демонструючи чудову послідовність оптичного вирівнювання. У тестах на надійність після 5 000 циклів стерилізації високою температурою-високим тиском зміни розмірів поверхонь для кріплення ключів становлять менше 0,002 мм, без корозії чи утворення часток усередині просвітів. Дані про застосування від багатьох виробників ендоскопів показують, що застосування цього корпусу підвищує продуктивність першого проходу загальної перевірки якості зображення в середньому на 18% і зменшує кількість післяпродажного ремонту, спричиненого проблемами дистальних компонентів, на 60%.

Стратегія та філософія R&D

Ми підтримуємо філософію досліджень і розробок:Точність є наріжним каменем інтеграції, а структура є носієм функції. Наш стратегічний підхід такийотримання точності компонентів із вимог системного рівня. Замість того, щоб шукати окремі індикатори обробки для окремих частин, ми глибоко займаємось оптичним і системним проектуванням клієнтів, розуміючи ланцюги допусків вирівнювання для модулів камери, обмеження радіуса вигину для пучків волокон і гідродинамічні вимоги до зрошувальних каналів. Ці вимоги системного рівня поступово розкладаються та відображаються на виробничі допуски та вимоги до поверхні для кожної геометричної деталі на корпусі. Для цього ми створили міждисциплінарну об’єднану команду проектувальників, яка охоплює оптику, механіку та матеріалознавство. Використовується технологія Model-Based Definition (MBD), яка використовує 3D-моделі, що містять усі допуски та анотації, як єдине джерело правди для проектування та виробництва, що забезпечує передачу без втрат від задуму проекту до готової продукції.

Перспективи на майбутнє

У майбутньому дистальні корпуси переростуть у пасивні структурні компонентиактивні інтелектуальні платформи. Ми розробляємо корпуси, інтегровані з мікросвітловодними структурами, де мікроструктуровані оптичні хвилеводи всередині корпусу замінюють функції часткового освітлення волокон, щоб додатково звільнити внутрішній простір. Тим часом ми досліджуємо пряме адитивне виробництво вбудованих мікроканалів усередині корпусів для локальної доставки ліків або контролю температури. Забігаючи далі, ми досліджуємоінтегроване виробництво гетерогенних матеріалів, спрямований на пряме формування ізоляційних або біоактивних керамічних/полімерних функціональних зон у певних місцях на металевих корпусах, реалізуючи монолітну інтеграцію структурних, електричних і біологічних функцій. До 2030 року ми плануємо запуститисенсорні інтелектуальні дистальні наконечникивбудовані мініатюрні датчики MEMS (наприклад, тиску, температури, рН), що дозволяє ендоскопам отримувати багатовимірні біохімічні дані в режимі реального часу разом із зображеннями, що відкриває нову еру діагностичної ендоскопії.