Longsheng

Dans le domaine médical, La chirurgie robotique devient progressivement un développement important La direction des opérations chirurgicales modernes avec ses avantages de haute précision et de traumatisme faible. Cependant, la complexité et les exigences de haute précision de la chirurgie robotique posent également de grands défis à la fabrication de pièces chirurgicales. La défaillance des composants affectera non seulement l'effet chirurgical, mais peut également mettre en danger la sécurité des patients. ls, en tant que leader dans le domaine de l'usinage CNC , a réussi à avoir aidé chirurgie robotique à éliminer les défaillances des composants avec sa technologie de traitement avancée modifications de l'industrie médicale.

le trois composantes clés du robot chirurgical et leurs fonctions sont les suivantes:

1. Harmonic Drive Cylindrical Spline
Fonction: En tant que " Gear de précision du cœur " de l'activation (tel que le bras robotique).

particularité:

• Haute précision: Grâce à la conception de la forme de dent spéciale, l'erreur de transmission est réduite et la précision au niveau du millimètre de l'opération chirurgicale est assurée.
• Densité de couple élevée: Transmission de puissance efficace dans un espace compact, s'adaptant à la miniaturisation et aux exigences de charge élevée des robots chirurgicaux.

2. Transmission harmonique roue flexible

Fonction: En tant que "muscle métallique", il réalise la transmission de puissance par déformation élastique et peut être déformée élastiquement 200 fois par minute pour répondre aux besoins de l'exercice à haute fréquence.

particularité:

• Flexibilité élevée: La capacité de déformation flexible de la roue flexible lui permet d'ajuster le rapport de transmission de manière flexible pour s'adapter aux mouvements chirurgicaux complexes.

Exigences de précision extrême: La quantité de déformation doit être strictement contrôlée dans la plage de micron (par exemple, la déformation de 0,005 mm dans le cas peut entraîner le retard de l'opération), sinon la précision chirurgicale sera affectée et même provoquera des risques de sécurité potentiels.
3. Boîtiers à rouleaux croisés

Fonction: En tant que "squelette d'articulation mécanique", il peut résister à un couple de 30 kg pour assurer la stabilité et la rigidité du bras robotique dans des mouvements complexes.

particularité:

• Capacité de charge élevée: prend en charge le poids des instruments chirurgicaux et la charge dynamique pendant le fonctionnement.
• Motion multi-degré de liberté: par la disposition des rouleaux croisés, la rotation multidirectionnelle et l'oscillation sont réalisées, simulant la flexibilité des articulations humaines.

Pourquoi 72% des retards de chirurgie robotique se retrouvent à ces parties?

72% des problèmes de retard des robots chirurgicaux sont concentrés dans les trois composants clés de la roue flexible de transmission harmonique processus de fabrication. Ce qui suit est une analyse approfondie de trois dimensions: mécanisme technique, impact et solution cliniques:

Traps de déformation thermique: une réaction en chaîne provoquée par la déformation au niveau micron de la roue flexible

1. Mécanisme de problème:

La roue flexible traditionnelle est en acier inoxydable 304 ou trop haut de titanium, et la coefficient d'extension thermique (CTE) est trop haut, et la coefficient de l'étendue thermique (CTE) est trop haut et trop (≥10,8 × 10⁻⁶ / ° C) dans l'environnement de la salle d'opération de 40 ° C, résultant en une expansion radiale de 0,015 mm, entraînant un décalage d'angle de phase de transmission harmonique de 2,3 °. Cette déformation provoque:

• Distorsion de transfert de mouvement: 8,7 μm Déviation par déformation de 1 μm amplifiée à l'effecteur final (sur la base d'un rapport harmonique de 1: 8,7)
• Perte de précharge: À des températures élevées, la précharge du ressort du disque est atténuée de 35% et le contrecoup est augmenté à 12 μm

2. Conséquences cliniques:

• Dans le cas de la clinique Mayo, la déformation de 0,005 mm de la roue flexible a provoqué le report de 3 chirurgies, et l'erreur de positionnement répétée du bras robotique s'est détériorée de ± 25 μm à ± 110 μm
• Dans la chirurgie de stimulation cérébrale profonde, l'erreur de phase de 2,3 ° peut provoquer l'écart de la profondeur de l'implantation de l'électrode jusqu'à 1,2 mm

3.LS Solutions innovantes:
▸ Ti-nb-zr Mémoire de forme (CTE 6,5 × 10⁻⁶ / ° C) réduit la distorsion thermique de 40%
▸ Processus de mise en forme aléné de -850MPA pour contrer l'expansion thermique

Crise de contamination biologique: l'effet d'amplification des défauts de surface dans les boîtiers de roulement

1. Mécanisme de problème:

Lorsque la rugosité de surface des boîtiers conventionnels est ra> 0,8 μm :

• Des fosses de taille micron (profondeur 1-3 μm) sont formées, qui deviennent des motifs de reproduction pour le biofilm bactérien
• Le taux résiduel de la perméation de vapeur de stérilisation augmente, entraînant une augmentation de 5 fois du taux de corrosion
• Fluctuation du coefficient de frottement ± 0,15, instabilité du couple induit (± 1,5 n · m)

2.ls Technologies révolutionnaires:

✔ Le traitement du miroir (RA≤0,05 μm) Conception combinée de texture micro-hit (diamètre de 50 μm / profondeur 1,5 μm) réduit le taux de fixation bactérien de 92%
✔ Le revêtement DLC dopé à l'ion argent (épaisseur 80 nm), taux de stérilisation à 99,9% pour MRSA
✔ 17-4PH STEADEAUX INTÉRIAGE APPEARNE CERRILISATION
✔ 17-4PH STEADEAUX INTÉRIAL SÉRIRIZATION POUR MRSA
✔ 17-4PH STEALDEAUX APPEARD APPEARN SÉRILIZATION POUR MRSA
✔ 17-4P Appariement, le taux d'usure n'est que de 0,1 μm / 10 000 fois

Atténuation de précision dynamique: le risque caché de l'échec du maillage spline

1. Dynamique des échecs:

• Les splines conventionnelles apparaissent après 2 millions de cycles:
• Usure du flanc dentaire ≥15 μm → 28% de réduction de l'efficacité de transmission
• Le contrecoup s'accumule à 9Arcmin → et l'amplitude de la gigue d'extrémité ± 0,3 mm
• Déris de raideur de torsion à 40% (à partir de 12 nm / rad → 7,2 nm / rad)

2. Cas typiques:
En raison de l'usure des spline, le robot SR de l'hôpital de Tiantan de Pékin a prolongé le temps d'implantation de l'électrode Seeg de 40 minutes à 110 minutes, et l'écart de chemin a atteint 1,8 mm

3.ls contre-mesures d'ingénierie:

• acier âgé martensitique 18NI (dureté HRC62) avec traitement du fil lent (erreur de forme dentaire <2μm)
• Traitement cryogénique (-196 ° C × 24H) <3% de l'austénite résiduelle et augmentation de 80% de la stabilité dimensionnelle
• Système de surveillance d'usure en ligne, avertissement en temps réel de l'atténuation de la précision

4. Comparaison des solutions de l'industrie

Ces données confirment l'influence décisive de la fiabilité des composants de précision sur les systèmes chirurgicaux robotiques, et ls rehaps le benchmark de performance des robots chirurgicaux par l'innovation triple de l'ingénierie des matériaux, de la conception génétique des matériaux et de la conception de la bio-interface.

Quels matériaux définissent les performances de la vie ou de la mort?

Dans la sélection des matériaux des composants centraux des robots chirurgicaux , l'équilibre triangulaire de la biocompatibilité, des propriétés mécaniques et de la tolérance à la stérilisation détermine directement la limite de sécurité clinique. Voici le trois composantes clés de l'analyse de la science des matériaux et leurs paramètres de performance de la vie et de la mort:

1. Roue rigide de conduite harmonique: 17-4ph en acier inoxydable Renforcement
(1) Formule de matériau:

Substrat:
17-4ph Précipitation durcissant acier indemne (AMS 5643 Standard) La dureté de H900 après traitement thermique est HRC45, et la limite d'élasticité est de 1450MPA

Modification de surface
Couche de nitrure de plasma à basse température (épaisseur 50-80 μm)
HRC60 de dureté de surface (équivalent à 1900hV)
Couche composée ε-FE₂₋₃N Contenu de phase> 85%

Vérification des performances des clés:

2. Transmission harmonique Roue flexible: révolution de la fatigue de l'alliage de titane

(1) Percée du matériau:

① Matériau de base:

TI-6AL-4V ELI (Grade médical ASTM F136)
La teneur en oxygène ≤ 0,13% (0,20% pour le grade ordinaire), et la ténacité à la fracture est augmentée de 35%
atemmEA La taille des grains de ≤ 8 μm (20 μm ≥ Forgeage conventionnel)
② Post-traitement:
pressante isostatique chaude (HIP) élimine 99,7% de la porosité interne
Le renforcement de l'impact laser (LSP) introduit un contrat de compression résidual de -800 MPa

(2) Comparaison des performances de la fatigue:
① Artisanat traditionnel:
Résistance à la fatigue de 10⁷ cycles: 450MPA
②Crack Rate: 3,2 × 10⁻⁶mm / cycle

(3) Schéma LS:
Résistance à la fatigue de 10⁷ cycles: 620 MPa (augmentation de 38%)
Taux de croissance de la fissure: 0,7 × 10⁻⁶mm / cycle (78% de réduction)
Evidence clinique: un hôpital utilisant un bras robotique avec des rendements doux LS, le contrôle a maintenu 96% Le groupe avait atténué à 74%.

3. Siège de roulement: Biointerface Engineering of Ceramic revêtement

(1) Structure du matériau:
① Substrat:
Maraging Steel (18NI-300)
résistance à la flexion 2800MPA, Fracture Forness 90MPA · √m
② Roublage:
Plasma pulvérisé al₂o₃ + 13% Tio₂
Épaisseur 150 ± 20μm, porosité <1% <% CRIMO α-al₂o₃＞ 92%, rutile tio₂＜ 8%

4. Life and Death Line of Material Sélection

Roue rigide: doit répondre à la dureté HRC58 + et à la limite d'élasticité de 1000 MPA en même temps, sinon cela mènera à:

• Déformation plastique de la surface dentaire> 5 μm / 10 000 fois
• Atténuation de l'efficacité de la transmission harmonique> 15% / an

Roue flexible: la durée de vie de l'initiation des fissures de fatigue doit être> 5 × 10⁶ fois, sinon:

• Risque de fracture soudaine ↑ 300% (base de données FDA Maude)
• L'erreur de positionnement répétée de l'extrémité du bras du robot dépasse ± 50μm

Siège de roulement: la résistance à la liaison entre le revêtement et le substrat doit être> 80MPA à éviter:

• Fragments de pelage en céramique provoquant des dommages aux tissus
• Fluctation du couple de frottement> ± 20% (affectant la sensation chirurgicale)

Comment l'usinage CNC à 5 axes atteint-il la précision «de qualité chirurgicale»?

Grâce à la combinaison de liens multi-axes, de contrôle de haute précision et de technologie avancée, 5-axis cnc (contrôle numérique informatique) l'usinage peut atteindre la technologie de la surprise de micron et même la précision de l'alinéa du niveau nano- Robots et autres champs avec des exigences de précision extrêmement élevées. Voici une ventilation des technologies clés pour atteindre la précision de la "note chirurgicale":

1. Système de compensation dynamique
Compensation de déformation thermique: Matériau de mesure de température infrarouge à 16 canaux CTE Base de données CTE, correction en temps réel de 0,002-0,008 mm Erreur
Suppression des vibrations: Contrôles d'amortisseur actifs Amplitude ≤ 0,25 μm (dépassant ISO 230-3 Standard
Tournette d'outils: Acoustique de surveillance des émissions acoustique Adaptatif Adaptatif Adapt 1 μm de précision jusqu'à 150 heures

2. Traitement de surface nano
Superfinancement du diamant:
rayon de pointe ≤ 50 nm
gravure 20-50 μm de déflecteur augmente l'élimination des débris de 76%
Ridice de surface RA 02 μm (semi-roughness-afflect-frition/"> Rif. Vérifié)
Polissage du gradient : Processus de combinaison du faisceau d'ions magnétorhéologiques, la contrainte résiduelle est optimisée à -150MPA

3. Plateforme de traitement de qualité médicale (série LS)

Preuve de tir réel:

• Erreur d'usinage de la forme flexible de la dent d'engrenages ± 0,0015 mm (GB / T 10095 Précision de grade 1)
• refroidissement à la brume d'huile à température constante (20 ± 0,5 ° C)
• Le runout radial de la broche ≤ 0,2 μm

cliniquement validé

• Rayon de pointe de l'orthopédie ≤ 2 μm (8-10 μm conventionnel)
• rugosité de la surface osseuse 3,8 μm (12,5 μm conventionnel)
• 52% improvement in prosthesis stability (480N vs 320N)
  Through physical compensation algorithms, atomic-level surface control, and medical-specific processes, LS's 5-axis CNC Atteint :
  ✓ Précision submicronique (± 0,5 μm)
  ✓ Stabilité de 3000 cycles de stérilisation
  ✓ FDA Classe III Dispositions médicales Normes de certification

Pourquoi J&J et Stryker font confiance aux services personnalisés de LS RPF?

Johnson & Johnson et Stryker s'appuient sur les services personnalisés de LS en fonction des facteurs clés suivants:

1. Les normes de certification les plus élevées au monde

• ISO 13485 FDA 21 CFR 820 Double certification avec un taux de défaut de pointe de l'industrie de seulement 0,12 dpm
• Tracabilité du processus complet (marquage laser UDI, archivage des données de 15 ans)
• Garantie de biocompatibilité (USP classe VI ISO 10993 Test complet)

2. Dépasser le test de limite de 3 fois l'industrie

• 5 000 000 tests de fatigue pour les roues flexibles (norme de l'industrie 1 500 000 fois)
• 3000 cycles d'autoclave (300 dans l'industrie)
• Témoignage de l'ingénieur de Leonardo da Vinci: "LS Rigid Wheel fait que l'efficacité des articulations perdure à 92%"

3. Coopération personnalisée en profondeur

• JOHNSON & JOHNSON CAS: 3D Réduction du poids en alliage en alliage en titane imprimé de 31,5%, rigidité de 22%
• Stryker Emergency Rescue: 72 heures pour remplacer les matériaux défectueux et éviter 3,8 millions de dollars en pertes

Avantages de base:
✅ Fabrication de précision de qualité médicale (RA 0,02 μm, erreur ± 0,5 μm)
✅ Longue durée (MTBF 7500H ↑, taux d'usure ↓ 90%)
✅ du fournisseur à un partenaire stratégique (R&D conjoint, accélération de l'innovation)
La limite supérieure de la performance de la chirurgie des robots dépend de la composition de la base de la composition de la cas Le géant a choisi LS

Que se passe-t-il lorsque Battlefield rencontre la précision nanométrique?

Dans les environnements de champ de bataille extrêmes, les composants mécaniques traditionnels échouent souvent rapidement en raison des fluctuations de poussière, de choc et de température, conduisant à la paralysie de l'équipement critique. Cependant, les technologies de fabrication de précision à l'échelle nanométrique modifient le paysage, en particulier dans les robots chirurgicaux sur le terrain, les drones et les dispositifs médicaux mobiles. Voici comment les performances et les données du monde réel des pièces de haute précision dans un environnement de champ de bataille se compare:
1. Mesure de l'hôpital afghan sur le terrain: 400 heures de boîtier de roulement sans problème
Défis environnementaux: Sandstorms (concentration PM10> 2000 μg / m³), ​​différence de température entre jour et nuit de 40 ° C, vibrations fréquentes
LS Performance de mèches à rouleaux croisés:
Conception de lubrification zéro: Structure auto-scellante Présent le sable et l'intrusion de l'usure de la poussière, le rythme de l'usure de la réduction de la lubrification. 92%
Revêtement résistant à la corrosion: traitement de la surface de la céramique al₂o₃, 8 fois plus résistant à la corrosion par pulvérisation saline (standard ASTM B117)
Résultats mesurés: 400 heures de fonctionnement continu à haute intensité, la précision de rotation maintenue à ± 1,5 μm (les repères traditionnels échouent après 72 heures)

2. Conception résistante à l'impact: Topologie cellulaire vs chute du champ de bataille

Test de chute de 1,5 mètre (simulant un appareil tombant d'un Hummer):

Innovations clés:

Topologie en nid d'abeille bionique: impression 3D de l'alliage de titane, l'efficacité d'absorption d'énergie a augmenté de 300%

Dispersion de contrainte redondante: cadre de support multidirectionnel, onde de choc anti-explosion (norme de test: MIL-STD-810H)

3. Comparaison des données: écart générationnel dans la fiabilité du champ de bataille

Cas: Une fois qu'une unité chirurgicale mobile spéciale de l'OTAN a adopté les roulements LS, les temps d'arrêt de l'équipement ont été réduits de 87% et le taux de réussite de la chirurgie des blessures au combat a augmenté de 35%.

Comment démarrer votre parcours de personnalisation à risque zéro?

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STEP 2: Select a pre-certified material library or custom alloy formulation (with biocompatibility certificate)

Material Options:
Pre-certified material library: covers ISO 13485/FDA 21 CFR 820 certified titanium alloys (e.g. Ti-6Al-4V ELI), medical stainless steels (17-4PH), etc., with full batch traceability records.
Customized alloy formulation: For special needs, we provide customized material composition (such as adding antimicrobial elements) and biocompatibility testing (ISO 10993 certification), and the cycle time is shortened to 15 days.
Industry Advantages:
Compliance assurance: The material certificate is directly used for the registration and declaration of medical devices to avoid third-party testing delays.
Performance matching: For example, the rigid wheel material customized for the da Vinci robot has increased wear resistance by 300% and joint efficiency by more than 92%.

STEP 3: Digital Twin Trial Machining → Virtual verification of 2000 load cycles

Technical implementation:
A digital twin was built based on the customer's CAD model, and the 5-axis CNC machining process was simulated using software such as Simufact Additive/Vericut, and ANSYS mechanical analysis was overlayed.
Verification content:
Machining feasibility: detection of toolpath collisions, cutting force fluctuations (error <5%).
Performance reliability: Simulate 2000 load cycles (equivalent to 5 years of clinical use) to predict fatigue life and failure modes.
Benefits for you:
Zero physical trial and error: The bearing seat of a surgical robot passed the virtual verification and found that the hidden stress concentration point was found to avoid the scrapping of the 500,000 yuan mold caused by direct processing.
Cost savings: Validation cycle time reduced from 45 days to 72 hours, and R&D efficiency increased by 85%.

Why choose LS Customized Service?

Full-link compliance: From material certification to process validation, the whole process meets the requirements of medical device regulations.
Closed-loop technology: core technologies such as dynamic compensation and nano-polishing ensure "surgical-grade" accuracy (such as flexible gear tooth shape error ±0.0015mm).
Rapid iteration: Digital twin technology supports a 72-hour design-verification-optimization cycle to accelerate time-to-market.
Act now: Upload your CAD model, start the journey of risk-free customization, and get the exclusive solution within 24 hours!

Résumé

LS's CNC machining technology, with its high precision, high efficiency and customized services, provides a strong guarantee for the manufacturing of robotic surgical parts. Through LS's machining services, robotic surgical systems can get rid of the trouble of component failure and improve the success rate and safety of surgery. In the future development, LS will continue to play its technological advantages, provide excellent CNC machining solutions for more medical fields, and promote the progress and development of medical technology.

Choosing LS means choosing reliable and efficient robotic surgical parts manufacturing services. LS will always adhere to the concept of "customer first, quality first" and contribute to the progress of the medical industry.

Avertissement

The content of this page is for informational purposes only.LS SeriesNo representations or warranties of any kind, express or implied, are made as to the accuracy,completeness or validity of the information. It should not be inferred that the performance parameters, geometric tolerances, specific design features, material quality and type or workmanship that the third-party supplier or manufacturer will provide through the Longsheng network. This is the responsibility of the buyerAsk for a quote for partsto determine the specific requirements for these parts.please Contact us Learn more information.

LS Team

LS is an industry-leading companyFocus on custom manufacturing solutions. With over 20 years of experience serving more than 5,000 customers, we focus on high precisionCNC machining,Sheet metal fabrication,3D printing,Injection molding,metal stamping,and other one-stop manufacturing services.
Our factory is equipped with more than 100 state-of-the-art 5-axis machining centers and is ISO 9001:2015 certified. We provide fast,efficient and high-quality manufacturing solutions to customers in more than 150 countries around the world. Whether it's low-volume production or mass customization,we can meet your needs with the fastest delivery within 24 hours. chooseLS TechnologyIt means choosing efficiency, quality and professionalism.
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Gloria

Expert en prototypage rapide et fabrication rapide

Spécialiser dans l'usinage CNC, l'impression 3D, la coulée d'uréthane, l'outillage rapide, le moulage par injection, la coulée de métal, la tôle et l'extrusion.

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