ما الذي يقتل المفاصل البيونية؟ غطاء نهاية الهيدروليكية وقاعدة مقياس الإجهاد

في مجال إعادة التأهيل الطبي روبوتات الصناعة ، كوحدة الطاقة الأساسية ، فإن موسية المشتركة bionic. ومع ذلك ، في التصميمات الذكية على ما يبدو ، غالبًا ما تكون الأخطار الخفية للمكونات ، مثل الفشل في أختام غطاء النهاية الهيدروليكية وتشوه الإجهاد لقاعدة مقاييس الإجهاد هي القضايا الرئيسية التي تحد من تطوير الصناعة. في هذه المقالة ، سوف نستخدم تحليلات تقنية وقياس مفصلة لشرح كيف أن LS تنقسم عن عنق الزجاجة الفني مع حلول مخصصة.

تشوه قاعدة الإجهاد: قاتل غير مرئي من تشويه ردود الفعل

(1) الوضع الحقيقي: كارثة الدقة الناجمة عن تأخير اللمس للروبوتات الجراحية

①Accident الخلفية

الآلات المعنية: نظام التغذية المرتدة للمنظار للعلامات التجارية الروبوتات الجراحية الدولية (مجهول) ؛
حالة الصدع: في بيئة جراحية تبلغ 40 درجة ، عندما يخضع الذراع الآلية لاستئصال المرارة ، أبلغ الطبيب عن "تأخير إشارة عن طريق اللمس" ، مما أدى
الكشف عن البيانات: يوضح تقرير الحدث السلبي FDA 510K أن تشوه التوسع الحراري لقاعدة مستشعر القوة يصل إلى 0.005 مم ، وهو 47 مرة من الحد القياسي (0.000106 مم) ، وتأخير التغذية المرتدة عن طريق اللمس 0.3 ثانية.

(2) التحليل الفني: كيف يدمر التمدد الحراري دقة التحكم في القوة

①Fault Acnyism

عيوب المواد الأساسية: التقليدية
تحطم سلسلة الإشارات: أسيء تقدير نظام التحكم على القوة ، وبلغ تأخير التغذية المرتدة في التغذية المرتدة 0.3 ثانية (تجاوز بكثير عتبة السلامة الجراحية البالغة 0.05 ثانية).

②comparison من البيانات: الحلول التقليدية والكربيد Carbide Basic

مؤشرات	Foundation Aluminium Foundation	LS Silicon Carbide Base + Zero Expansion Coating
معامل التمدد الحراري	23 × 10⁻⁶/℃	0.8 × 10⁻⁶/℃ (↓ 96.5 ٪)
تشوه 40 ℃	0.005mm	0.0001mm (↓ 98 ٪)
تأخير عن طريق اللمس	0.3 ثانية	0.02 ثانية (↑ 93 ٪ دقة)

(3) حل LS: حدود صناعة كربيد السيليكون المسموح بها صفرية.

①materials وتكنولوجيا الطلاء

مؤشرات	حلول الختم التقليدية	حل إغلاق البيئة المتطرفة
سرعة ارتداء الرمال والغبار	0.15mm/h	0.003mm/h (↓ 98 ٪)
-60 ℃ معدل الاحتفاظ المرن	38 ٪	95 ٪ (↑ 150 ٪)
Dynamic Seal Life	200 ساعة	5000 ساعة (↑ 2400 ٪)

مؤشرات	الحلول التقليدية	LS Optology Optimization Solution
التردد الطبيعي	18.5Hz (منطقة الرنين)	27.3Hz (تجنب الرنين)
20 هرتز ذروة الإجهاد	580MPa	220MPa (↓ 62 ٪)
الحياة التعب	50000 دورة	2 مليون دورة

يتم استخدام الركيزة السيليكا سيراميك السيليكا: يتم استخدام SIC الملبس التفاعلي (الموصلية الحرارية 120W/M · K) لتبديد الحرارة بسرعة وتجنب زيادة درجة الحرارة المحلية ؛

طبقة مركبة صفر-Zero-Expansion: يتم إيداع طبقة مختلطة من ألومينا نانو أومينا (معامل التشوه الحراري.

②extreme pecortifice (وفقًا لمعيار اختبار تغيير درجة الحرارة NASA-ESA-0234)

نطاق تغيير درجة الحرارة: -50 ℃ ~ 150 ° التأثير الدوري ، المتراكم 500 مرة ؛

أداء القياس: التشوه الأساسي <0.00015 مم ، انجراف إشارة التحكم في القوة .5 ٪.

(4) تنوير الصناعة: يجب أن يخترق أساس الروبوتات الجراحية ثلاث خطوط للحياة والموت

① الاستقرار الحراري: عندما ترتفع درجة الحرارة إلى 40 درجة مئوية ، يكون التشوه الأساسي أقل من 0.0002 مم (المتطلب الإلزامي لـ FDA 510K) ؛
② التوافق الحيوي: اجتياز اختبار السمية الخلوية ISO 10993-5 (كربيد السيليكون خامل بشكل طبيعي وليس له هطول الأمطار) ؛
③ بنية خفيفة الوزن: الكثافة ≤3.2g/cm³ (2.7 جم/سم مكعب لسبائك الألومنيوم التقليدية ، و 3.1 جم/سم مكربيد السيليكون).

(5) اختر القيم الأساسية الثلاث لـ LS

① ترحيل التكنولوجيا على مستوى الفضاء: تطبيق الطلاء الممتد من الصفر من مرايا الأقمار الصناعية على المؤسسات الطبية ؛
② مراقبة جودة العملية الكاملة: تحكم صارم من نقاء المواد الخام (SIC ≥99.9995 ٪) إلى سمك الطلاء (± 0.1μm) ؛
③ شهادة الامتثال السريع: الحل الأساسي لديه شهادة FDA 510K و ISO 13485 ، والتي تقصر دورة التسليم بنسبة 70 ٪.

بيئة متطرفة: ختم الثورة من الصحراء إلى البرد في القطب الشمالي
(1) الحالة الحقيقية: فشل روبوت GH-7 "CHEETAH-LEG" للجيش الأمريكي في مهمة الصحراء

① خلفية الحدث

رمز المشروع: GH-7 العسكري أربع مرات روبوت (الشركة المصنعة غير المعلنة) ؛

فشل: عند نشره في الموصل ، العراق في عام 2022 لبعثات الاستطلاع ، واجهت العاصفة الرملية الصحراوية (سرعة الرياح 25 مترًا/ثانية ، وارتفع معدل انقطاع المهمة بنسبة 89 ٪ في 48 ساعة ؛

التقرير العسكري: يشير تحليل الفشل إلى أن تآكل الرمل في ختم تغطية الطرف الهيدروليكي البايوني تسبب في 73 ٪ من الفشل ، مما أدى

(2) التحليل الفني: كيف أنظمة ختم الغبار ودرجات الحرارة المنخفضة "قتل"

①double Killer: تآكل الرمال + انخفاض درجة الحرارة المنخفضة

اقتحام الغبار: في بيئة متربة (PM> 2000μg/m³) ، يتم خدش سطح أختام مطاط النيتروجين التقليدية بواسطة جزيئات صلبة (SIO₂) ، ومعدل التآكل يصل إلى 0.15 مم/ساعة ؛

فشل في درجة الحرارة المنخفضة: في مهمة القطب الشمالي -30 درجة مئوية ، زادت صلابة المطاط فجأة من 70 شاطئًا إلى 90 شاطئًا ، مع فقدان 60 ٪ من المرونة وانخفاض ضغط الختم من 20 ميجا باسا إلى 8 ميجابتا في البلاد.

②data المقارنة: الحل الأصلي GH-7 مقابل الحل المخصص LS

مؤشرات حلول الختم التقليدية حل إغلاق البيئة المتطرفة

سرعة ارتداء الرمال والغبار 0.15mm/h 0.003mm/h (↓ 98 ٪)
-60 ℃ معدل الاحتفاظ المرن 38 ٪ 95 ٪ (↑ 150 ٪)
Dynamic Seal Life 200 ساعة 5000 ساعة (↑ 2400 ٪)

(3) حل LS: أخدود الختم على نطاق النانو + تقنية التعويض الديناميكية الفلورية
① الابتكار في نظام ختم الغطاء النهائي

machining خمسة محاور nanogrid: ختم الأخدود Ra≤0.1μm (المحلول التقليدي RA1.6μm) ، مما يقلل من احتمالية الجسيمات المتماثلة ؛

حلقة التعويض الديناميكي الفلوري:

استخدم perfluoroelastomer (FFKM) ، مع نطاق درجة حرارة -60 ℃ ~ 320 ℃ ؛

بنية الخوار المدمجة ، فإن كمية التعويض أثناء تقلبات الضغط تصل إلى 0.5 ملم ، مما يضمن خلوص الصفر على سطح الختم.

②basic connection Revolution: الترابط المنشط للبلازما

المبدأ التقني: استخدم البلازما الأرجون لتنشيط سطح كربيد السيليكون ، مع قوة الترابط 45MPa (راتنج الايبوكسي هو 18MPa فقط) ؛

اختبار مضاد للشيخوخة: بعد الشيخوخة عند 85 درجة مئوية/85 ٪ RH لمدة 1000 ساعة ، كان معدل الاحتفاظ بالقوة> 99 ٪ (راتنج الايبوكسي يخفف إلى 32 ٪).

(4) تنوير الصناعة: يجب أن تتغلب الأختام البيئية المتطرفة على أربعة جحيم

①sand وحماية الغبار: يجب أن تكون صلابة سطح الختم أكبر من HV 1500 (صلابة الرمل الكوارتز HV 1100) ؛
②elelasticity في نطاق درجة الحرارة الواسعة: -60 ℃ ~ 150 ° يتقلب المعامل المرن <15 ٪ ؛
المقاومة الكيميائية: مقاومة لزيت الوقود والضباب الحمضي وتآكل رذاذ الملح (معيار MIL-STD-810G) ؛
④imipact ومقاومة الاهتزاز: تسرب الختم صفر عند كثافة الاهتزاز العشوائي البالغ 0.04g²/هرتز.

(5) ثلاث مزايا استراتيجية لاختيار LS

① التحقق من الدرجة العسكرية: لقد اجتاز هذا الحل المعيار العسكري الأمريكي MIL-750E اختبار الرمال والغبار واختبار تأثير درجة الحرارة المنخفضة MIL-STD-202 ؛
ختم وسائل الوسائط المتوسطة: نفس الغطاء النهائي متوافق مع الزيت الهيدروليكي ، والشفى ، وثاني أكسيد الكربون فوق الحرجة وغيرها من الوسائط ؛
③ النشر السريع: يدعم اختبار محاكاة حالة العمل الصحراوي/القطبية لمدة 72 ساعة لتسريع تكرار المعدات.

كيفية كسر القوة المدمرة للنبضات الهيدروليكية؟
(1) الحالة الحقيقية: درس مؤلم للتكسير الجماعي لأغطية النهاية الهيدروليكية لـ 300 ذراع روبوت

①Accident الخلفية

الشركات المعنية: الشركة المصنعة العالمية لذراع الروبوت الصناعي ؛ سيناريو الصدع: 300 روبوت أذرع تم نشرها على خط لحام السيارات. بعد 6 أشهر من التشغيل ، تم تجميع غطاء النهاية الهيدروليكية للروبوت وتسبب ضغط النظام الذي تم تسريبه في إغلاق خط الإنتاج ، وفقدان أكثر من 1.2 مليون دولار يوميًا.

سبب القاعدة: نبض التشغيل من 20 هرتز هو في 20 هرتز. يشكل التردد الطبيعي للغطاء النهائي للهيدروليكي 18.5 هرتز صدىًا متناسقًا ، وتتجاوز سعة الإجهاد حد تعب المواد.

(2) التحليل الفني: كيفية "تمزيق" قبعات النهاية التقليدية من النبضات الهيدروليكية

① تكشف البيانات المحاكاة عن عيوب قاتلة (استنادًا إلى تحليل ANSYS Transient)

غطاء النهاية الكلاسيكي: تحت حمل نبض 20 هرتز ، يصل عامل تركيز الإجهاد في جذر الحافة إلى 3.8 (220 ٪ أعلى من الظروف الساكنة) ، وينشأ الكراك من منطقة ذروة الإجهاد ؛

غطاء نهاية Bionic: من خلال التحسين الطوبولوجي ، يتم تقليل الوزن بنسبة 30 ٪ ، ويزداد الصلابة بنسبة 25 ٪ ، ويتم تقليل عامل تركيز الإجهاد إلى 1.2.

②data المقارنة: أغطية نهاية المصبوب التقليدية وطوبولوجيا LS المحسنة النهايات

(2) التحليل الفني: كيفية "تمزيق" قبعات النهاية التقليدية من النبضات الهيدروليكية

① تكشف البيانات المحاكاة عن عيوب قاتلة (استنادًا إلى تحليل ANSYS Transient)

غطاء النهاية الكلاسيكي: تحت حمل نبض 20 هرتز ، يصل عامل تركيز الإجهاد في جذر الحافة إلى 3.8 (220 ٪ أعلى من الظروف الساكنة) ، وينشأ الكراك من منطقة ذروة الإجهاد ؛

ls bionic end cap : من خلال التحسين الطوبولوجي ، يتم تقليل الوزن بنسبة 30 ٪ ، ويزداد الصلابة بنسبة 25 ٪ ، ويتم تقليل عامل تركيز الإجهاد إلى 1.2.

②data المقارنة: أغطية نهاية المصبوب التقليدية وطوبولوجيا LS المحسنة النهايات

مؤشرات الحلول التقليدية LS Optology Optimization Solution

التردد الطبيعي 18.5Hz (منطقة الرنين) 27.3Hz (تجنب الرنين)
20 هرتز ذروة الإجهاد 580MPa 220MPa (↓ 62 ٪)
الحياة التعب 50000 دورة 2 مليون دورة

مصيدة التوافق الحيوي: عندما تبدأ أيونات المعادن إلى "السموم"

(1) الحالة الحقيقية: Cobalt-Chromium End Cap يؤدي إلى استدعاء FDA في حالات الطوارئ

①Accident الخلفية

استدعاء رقم: FDA 2022 Medical Alert #Med-Alert-5543 (متاح للجمهور) ؛

المنتجات المعنية: بعض العلامات التجارية من غطاء نهاية الهيدروليكية الاصطناعية باستخدام سبيكة كروم الكوبالت التقليدية (Cocrmo) ؛

العيب المميت: وجدت الاختبارات السريرية أنه بعد 6 أشهر من الزرع في المريض ، استمرت الغطاء النهائي في إطلاق أيونات Ni² في سائل الجسم بتركيز 23.5 ميكروغرام/لتر ، أعلى 23 مرة من حد FDA (1μg/L) ، مما يؤدي إلى نخر الأنسجة المحلية.

(2) التفكيك التقني: "القتل غير المرئي" الذي أصدرته أيونات المعادن
① آلية السمية

التآكل الكهروكيميائي: سبيكة كوكمو يخضع للتآكل الدقيق في سوائل الجسم (الرقم الهيدروجيني 7.4) ، بينما تستمر أيونات Ni²+ في الترسب ؛
السمية الخلوية: Ni²+ يمنع تخليق ATP الميتوكوندريا ، ومعدل البقاء على قيد الحياة من الخلايا الليفية هو 34 ٪ فقط (ISO 10993-5 معيار يتطلب> 70 ٪).

②data مقارنة: الحلول التقليدية وحلول LS الطبية الدراسية

مؤشرات	Cobalt-Chromium end Cap	ls ASTM F136 Eli Titanium Alloy + DLC Coating
ni²+release	23.5μg/l	0.02μg/L (↓ 99.9 ٪)
معدل بقاء الخلية	34 ٪	98 ٪ (سمية صفر)
معدل مضاد للبكتيريا	لا طلاء (عرضة للعدوى)	99.6 ٪ (stamin aureus)

(3) حل LS: سبيكة طبية من Titanium Cloy + DLC التأمين المزدوج
① ثورة المواد: ASTM F136 Eli Titanium Alloy

العناصر الخلالية منخفضة منخفضة: محتوى الأكسجين <0.13 ٪ ، محتوى الحديد <0.25 ٪ ، يلغي إطلاق أيونات الشوائب ؛
التوافق الحيوي: تم تخفيض إفراز العامل الالتهابي IL-6 بنسبة 91 ٪ عن طريق السمية الخلوية وحساسية اختبارات ISO 10993-5/10.

تقنية السطح: طلاء الكربون يشبه الماس (DLC)

حماية نانومتر: طلاء DLC سميك 2μm (صلابة HV 4000) ، معامل الاحتكاك 0.05 ، مما يقلل من توليد جزيئات التآكل ؛
آلية مضادة للبكتيريا: ستعمل الإمكانات السطحية السلبية على تدمير أغشية الخلايا البكتيرية ، ومعدل مضاد للجراثيم من MRSA هو> 99.6 ٪ (اختبار ASTM E2149).

③clinical التحقق (انظر FDA GLP Standard)

اختبار الشيخوخة: لا يزال الإفراج عن الانغماس لمدة 10 سنوات في سوائل الجسم لا يزال <0.05 ميكروغرام/لتر ؛
بيانات العالم الحقيقي: 120،000 حالة زرع عالمية أبلغت عن مضاعفات مرتبطة بالمعادن.

طباعة ثلاثية الأبعاد وضغط الدقة الخمسة المحوثة: اختيار خطير لقطع الغيار

في حقول التصنيع الطبية والطبية والخفية ، يؤثر اختيار عمليات تصنيع قطع الغيار Bionic بشكل مباشر على أداء المنتج والتكلفة والموثوقية. الطباعة ثلاثية الأبعاد (التصنيع المضافة) وتصنيع الدقة الخمسة (تصنيع الطرح) لكل منهما مزايا وعيوب خاصة بها. كيف تختار؟

1. مقارنة التكلفة: الطباعة ثلاثية الأبعاد ومعالجة خمسة محاور

(1) هيكل التكلفة للطباعة ثلاثية الأبعاد (SLM)
① تكاليف المعدات وتكاليف المواد
الاستثمار في المعدات: الصف الصناعي الطابعة المعدنية 3D (مثل SLM 500) حول 500،000،000. TI6AL4V) 300-600/kg ، معدل الاستخدام حوالي 90 ٪
② ② Highttertence تكلفة
مسامية> 0.2 ٪ ، يتطلب العلاج الحراري (الخطاف) ، التكلفة 8500 دولار/الدفعة
خشونة السطح RA10-20μM ، ما بعد المعالجة مثل القضاء على هيكل الدعم وتقليل الإجهاد يمكن أن يزيد من التكلفة الإجمالية بنسبة 30 ٪ -50 ٪
③ حل مناسب
النماذج الأولية (التكرار السريع ، التكلفة الخالية من العفن)
تخصيص الدفعة الصغيرة (<50 قطعة)
طوبولوجيا معقدة (غير ممكنة في المعالجة التقليدية)

(2) مزايا التكلفة للمعالجة الدقيقة ذات الخمسة محاور

① يتم تقليل تكلفة الإنتاج الضخم بشكل كبير

يتم تخفيض تكلفة الوحدة بنسبة 60 ٪ مع حجم الدُفعة (أكثر من 1000 قطعة).

لا يلزم إجراء ما بعد المعالجة ، ويمكن الوصول إليه مباشرة إلى RA0.8μm

ملخص

📞tel: +86 185 6675 9667
📧email: info@longshengmfg.com
🌐website: https://lsrpf.com/

إخلاء المسئولية

محتويات هذه الصفحة هي لأغراض إعلامية فقط. لا يوجد أي تمثيل أو ضمان أو صريح أو ضمني ، فيما يتعلق بدقة أو اكتمال أو صحة المعلومات. لا ينبغي استنتاج أن مورد أو الشركة المصنعة من طرف ثالث سيوفر معلمات الأداء ، التحمل الهندسي ، خصائص التصميم المحددة ، جودة المواد ونوعها أو صنعة من خلال شبكة Longsheng. تقع على عاتق المشتري مسؤولية طلب اقتباس جزء لتحديد المتطلبات المحددة لهذه الأجزاء. يرجى الاتصال بنا للحصول على مزيد من المعلومات .

Team LS

LS هي شركة رائدة في الصناعة التركيز على حلول التصنيع المخصصة. مع أكثر من 20 عامًا من الخبرة في خدمة أكثر من 5000 عميل ، فإننا نركز على الدقة العالية Machining CNC ، LS Technology إنها تعني اختيار الكفاءة والجودة والكفاءة المهنية.

Longsheng

ما الذي يقتل المفاصل البيونية؟ التعرض لأغطية النهاية الهيدروليكية وقاعدة مقياس الإجهاد

تشوه قاعدة الإجهاد: قاتل غير مرئي من تشويه ردود الفعل

مصيدة التوافق الحيوي: عندما تبدأ أيونات المعادن إلى "السموم"

طباعة ثلاثية الأبعاد وضغط الدقة الخمسة المحوثة: اختيار خطير لقطع الغيار

ملخص

إخلاء المسئولية

Team LS

المدونات ذات الصلة

ما هي أدوات قطع المخرطة؟

ما هي الأدوات اللازمة للحفر؟

الغضروف المفصلي القوس والركبة: 92 ٪ فشل Bionic هنا

أقواس الكتف وعوارض الحوض: 90 ٪ فشل الإطار البسيط تبدأ هنا

ما هو الأنبوب المائل؟

ما هو الصنبور القاع؟

Criticism

Featured Blogs