CNC машинната обработка на екзоскелети създава части за носими роботизирани системи. Този процес осигурява прецизността и повторяемостта, от които се нуждаят тези системи за човешка аугментация. Медицинските екзоскелети помагат за рехабилитацията и мобилността, докато индустриалните версии намаляват нараняванията. Постигането на високо съотношение здравина-тегло е ключово. Как процесът се справя със специалните изисквания на тези системи? Отговорът е в избора на материали и дизайнерските стратегии, които балансират производителността с цената. Сложните форми намаляват теглото, като същевременно запазват структурната цялост, а строгите допуски гарантират плавно движение.
Какво е CNC обработка на екзоскелети?
Дефиниция и основен работен процес
Субтрактивно производство за носима роботика
CNC обработката на екзоскелети отнема материал от плътен блок, за да се получат окончателни форми. Този метод на изваждане позволява на инженерите да контролират всяко измерение и повърхност. Подходът работи добре за носими роботизирани системи, защото прилягането влияе върху комфорта и функционалността. Процесът започва с блок от метал или пластмаса. Машината премахва всичко, което не съответства на 3D модела. Остава прецизен компонент, готов за сглобяване. Инженерите избират методи на изваждане, защото плътните блокове нямат вътрешни дефекти или слоеве. Структурата на материала остава същата в цялата част.
Автоматизирано рязане, пробиване и шлайфане
CNC оборудването следва цифрови програми за рязане, пробиване и шлифоване самостоятелно. Машината отчита траекториите на инструментите и премества режещите инструменти по тях. Не се извършват ръчни промени по време на цикъла. Тази автоматизация поддържа нещата последователни от един компонент до следващия. Операторите зареждат материала и стартират програмата. Машината прави останалото без човешка намеса. Всяка част съответства точно на дизайна. Програмата контролира скоростта на шпиндела, скоростта на подаване и дълбочината на рязане за всяка операция. Различните инструменти се справят с груба работа, довършителни проходи и детайлни характеристики.
Проектът на Инженерното училище HEI Junia дава реален пример. Техният екип е изградил алуминиев екзоскелет с движеща се конструкция, използвайки CNC работен процес. Автоматизираният процес им е позволил да произвеждат надеждни компоненти с точни размери. Проектът е показал как методите за субтракция създават леки конструкции за човешка аугментация.
CNC обработка на роботизирани екзоскелети
3-осно грубо обработване и 5-осно финишно обработване
Производителите разделят работата на два етапа. Първо идва 3-осното грубо обработване. Тази стъпка бързо премахва насипния материал. По-големите инструменти режат дебели проходи, за да достигнат бързо крайната форма. По-късите дължини на инструментите правят настройката по-твърда впоследствие. След това 5-осното довършително обработване усъвършенства всяка повърхност, за да отговаря на проектните спецификации.
5-осната платформа носи ясни предимства. Инструментът се приближава от всякакъв ъгъл. Компонентът остава затегнат в една позиция. Това избягва грешки от преместването му между настройките. Типичната 5-осна работа поддържа толеранси около ±0.01 мм за съединителни компоненти. Сложните структури може да се нуждаят от диапазон от ±0.005 мм до ±0.05 мм. Тези тесни числа осигуряват плавно движение на сглобката по време на употреба.
5-осни възможности за анатомични форми
5-осната едновременна обработка създава форми, които съответстват на човешката анатомия. Инструментът се движи по пет оси едновременно. Той произвежда извити скелетни структури, кухи вътрешни канали и асиметрични механични корпуси. Тези части биха били невъзможни с по-прости настройки. Машината може да достигне подкоси и сложни контури с една операция. Инструментът се накланя и завърта, за да достигне до скрити повърхности, без да се сблъсква с детайла. Тази възможност прави 5-осната обработка най-добрият избор за носима роботика.
Видове машини и конфигурации
Вертикални и хоризонтални обработващи центрове
Вертикалните центрове обработват по-малки детайли. Те са лесни за зареждане и работа. Хоризонталните центрове са подходящи за по-големи секции на рамката. Гравитацията изчиства стружките от дълбоките джобове. И двата вида имат своето място в зависимост от размера и геометрията на компонента.
| Тип машина | Роля в производството на компоненти за екзоскелети с анатомични геометрии | Поддържащи детайли |
| 5-осна обработка | Първичен гръбнак за анатомични геометрии | Позволява подход към инструмента от всякакъв ъгъл, елиминира множество настройки, държи детайла затегнат, така че геометричните взаимоотношения са фиксирани |
| 3-осна машина | Не се препоръчва за анатомични геометрии | Множеството настройки водят до грешки при подреждане, които могат да изтласкат критичен отвор извън диапазона му на толеранс; не може да се достигне до подрязвания |
| Стругове / машини швейцарски тип | Вторично, за компоненти на задвижващия механизъм | Прецизно струговане от швейцарски тип, необходимо за малки, дълги и тънки компоненти, като задвижващи валове, шарнирни болтове и резбовани вложки. |
| Прецизни стругови центрове с въртящи се инструменти | За хармонични задвижващи компоненти | Позволява фрезоване на плоски повърхности, пробиване на напречни отвори и нарязване на резби в една и съща настройка |
Многоосни системи и стругове тип Swiss
5-осният център е основният инструмент за анатомична работа. Той поддържа характеристиките подравнени, защото компонентът никога не се мести към друга настройка. Стандартните 3-осни машини са лош избор в този случай. Множеството настройки създават грешки при подреждане, които могат да изтласкат критичен отвор извън диапазона му на толеранс. 5-осната система премахва този риск изцяло. Машината държи детайла върху накланяща се въртяща се маса. Това позволява на инструмента да достигне до пет страни на детайла с една настройка. Не са необходими специални приспособления за сложни ъгли.
Струговете от швейцарски тип обработват малки ротационни секции. Те изработват корпуси на двигатели, лагерни релси и шарнирни болтове. Те изискват висока концентричност. Методът от швейцарски тип поддържа материала близо до режещия инструмент. Това предотвратява отклонението по време на рязане.
Струговите центри с въртящи се инструменти добавят гъвкавост. Те фрезоват плоски повърхности, пробиват напречни отвори и режат резби в една и съща настройка. Това съкращава времето за цикъл и подобрява точността. 5-осният метод обработва сложни роботизирани форми в една настройка. Комбинирането на тези типове машини дава на производителите пълния набор от инструменти, необходими за производството на носима роботика.
Материали за CNC обработка на екзоскелети
Титанови сплави
5-ри и 23-ти клас
Титанът е чудесен избор за части от екзоскелети, които носят тежест. Клас 5 е най-използваният вид. Той е здрав и е устойчив на ръжда. Клас 23 е по-мек и по-безопасен за тялото. По-малко вероятно е да причини алергии при допир с кожата. И двата вида остават здрави дори след многократна употреба.
Носещи съединения и рамки
Тези сплави работят чудесно в съединения и рамки. Те имат отлично съотношение якост-тегло. Така че частите са здрави, но не тежки. Титанът също така е устойчив на повреди от пот и влага. Това го прави безопасен за носене. Недостатъкът е цената и колко е трудно да се реже. По-трудно се реже от алуминия. Инструментите се износват по-бързо и рязането трябва да е по-бавно.
Алуминиеви сплави
6061 и 7075 за рамки
Алуминият е надежден материал за рамки на екзоскелети. Проектът на Инженерното училище HEI Junia използва алуминий за своя екзоскелет за движение. Клас 6061 е лесен за рязане и заваряване. Клас 7075 е по-здрав, но по-труден за оформяне. И двата са леки, което е важно за носими устройства.
Анодиране и повърхностна обработка
Анодирането нанася защитен слой върху алуминия. Това повишава износоустойчивостта и ви позволява да добавите цвят. Също така помага за предотвратяване на ръжда. Гладката повърхност е важна за комфорт и чистота. Допълнителни стъпки като пясъкоструене или полиране могат да я направят по-приятна на допир.
Въглеродни влакна и инженерни пластмаси
Предизвикателства при обработката на CFRP
Въглеродните влакнести композити са много здрави и твърди. Те са много леки. Тези качества са подходящи за опори за крайници и рамки. Но CFRP е труден за обработка. Влакната се разнищват и инструментите бързо се затъпяват. С праха от рязане трябва да се работи внимателно. При пробиване може да се получи разслояване.
PEEK, Delrin и Nylon интерфейси
Инженерните пластмаси изпълняват различни функции. PEEK е подходящ за горещи или стерилни условия. Делринът запазва формата си и е лесен за рязане. Найлонът абсорбира удари и вибрации. Тези материали често се поставят между металните части и тялото. Те намаляват теглото и добавят комфорт. Изборът на правилния материал влияе върху цената, колко лесно се реже и каква обработка е необходима. Всеки вид има свои собствени компромиси.
Критични компоненти на екзоскелет, изработени с CNC обработка на екзоскелет
CNC обработката на екзоскелети създава основните части на роботите, които позволяват на носимите системи да работят. Съединителните елементи, скобите, корпусите и структурните части са резултат от този процес. Всяка част трябва да отговаря на точните спецификации. Проектът Indego показва това добре. Инженерите са използвали CNC обработка и 3D печат на Protolabs по време на разработката. Те са използвали CNC услуги за обработка на приспособления, които са държали компоненти за ултразвуково заваряване. Тази стъпка е била ключова за изграждането на роботизирания екзоскелет. Същата прецизност се влага във всяка част от завършеното устройство.
Стави и механизми за артикулация
Панти и ротационни съединения
Шарнирните възли и ротационните съединения формират подвижното ядро на всеки екзоскелет. Тези части се справят с постоянно движение и натоварване. Сферично-гнездовият интерфейс на тазобедрената става трябва да поддържа флексия, екстензия, абдукция и аддукция. Той също така носи телесното тегло. Това изисква висока структурна стабилност и много малък луфт. CNC обработката, комбинирана с CAD моделиране, позволява на инженерите да проектират и изрязват гнездото за най-добро прилягане. Сферичният компонент може да бъде направен с толеранси от само няколко микрометра. Гнездото се обработва машинно, за да съответства на тези толеранси. Полученото плътно прилягане минимизира луфта в ставата. Следва плавна артикулация. Надеждната биомеханична производителност е на следващо място.
Изисквания за толеранс за плавно движение
Контролът на толерансите отличава добрите съединения от отличните. Таблицата по-долу показва от какво се нуждаят различните компоненти.
| Компонент | Изискване за точност | Детайли за производството |
| Хармонични редуктори | ≤0.005 мм елиптичност на гърбичните повърхности | Контролирайте деформацията на ултратънкостенни флекссплайни (дебелина на стената 0.2–0.8 мм) чрез прецизно шлифоване |
| Редуктори за RV | Точност на позициониране ≤±0.01 мм | Толерантност на комплексни циклоидни профили на зъбите и отвори за корпуси на болтове; критично за основите на роботи с голямо натоварване |
| Кръстосани ролкови лагери | ≤0.003 мм кръглост; Ra ≤0.2 μm грапавост | Поддържайте прецизност на търкалящите пътища дори при тънкостенни конструкции |
| Съединителни корпуси | ≤0.02 мм точност на позициониране при множество отвори | Баланс на лека алуминиева конструкция 6061/7075 със структурна твърдост |
| Контрол на процеса | CPK > 1.33 за производство с голям обем | Специализирани приспособления за контрол на деформацията на тънки стени, измерване в машината и компенсация на износването, SPC и последваща обработка като анодиране и прецизно шлифоване |
Прецизната CNC обработка също така създава точни корпуси и сложни траектории за сензори и управляващи кабели. Това позволява равномерно разпределение на сензорите за налягане, като тези под краката. Малките движения се улавят и реакцията се подобрява. Многоосната прецизна обработка създава защитни слоеве от алуминиеви и полимерни сплави. Тези слоеве са оформени така, че да пасват на специфични геометрии на съединенията. Те предпазват чувствителните сензори и управляващи устройства от влажност и повреди върху околната среда. За сферични и болтови съединения под натоварване, методите за довършителни работи, като физическо отлагане от пари, химическо отлагане от пари, полиране и прецизна обработка, намаляват износването и триенето. Полирането с огледален финиш чрез прецизна обработка и абразивни процеси намалява повърхностните дефекти. Това помага за поддържане на плавното движение на съединенията с течение на времето.
Структурни рамки и връзки
Оптимизация на топологията за намаляване на теглото
Теглото е от значение при носими системи. Всеки грам влияе върху това колко комфортно се чувства потребителят и колко се уморява. Оптимизацията на топологията премахва материал, където не е необходим. Резултатът е рамка, която запазва здравината си, но губи допълнителна маса. Тази оптимизация работи заедно с машинната обработка. Инженерите първо симулират пътища на натоварване. След това отрязват всичко, което не носи напрежение. Крайната форма често изглежда органична. Тя следва силовите линии, вместо прости геометрични форми.
Тънкостенни и сложни геометрии
Тънкостенните профили и сложните геометрии довеждат машинната обработка до нейните граници. Тези характеристики спестяват тегло, без да жертват твърдостта. Но те също така се огъват по време на рязане. Специализирани приспособления държат тънките стени на място. Измерването в машината отчита всяко отклонение веднага. Компенсацията на износването поддържа инструментите остри и точни. Едноделните CNC рамки се освобождават от съединения и крепежни елементи. Това допълнително намалява теглото и повишава общата твърдост. Носимите структурни рамки печелят от този подход. Дизайнът се усеща по-лек върху тялото. Освен това, той издържа по-дълго при многократно натоварване.
Скоби, корпуси и конектори
Персонализирани интерфейси за човешка анатомия
Скобите и конекторите трябва да пасват на човешкото тяло. Всеки потребител има различна форма. Персонализираните интерфейси решават този проблем. CNC обработката изрязва всяка скоба, за да съответства на потребителя. Това подобрява ергономичността и намалява точките на натиск. Корпусите на шарнирните стави следват същата логика. Те обгръщат ставите и защитават вътрешните механизми. Корпусите на тазобедрените/колянните стави се нуждаят от прецизен контур. Лошото прилягане причинява дискомфорт и ограничава движението. Доброто прилягане се усеща естествено. Потребителят забравя, че устройството е там.
Резбови вложки и функции за закрепване
Резбовите вложки и закрепващите елементи държат всичко заедно. Тези малки детайли решават дали устройството ще остане стегнато или ще се разхлаби. CNC обработката реже резби с точна стъпка и дълбочина. Тя също така пробива напречни отвори и фрезова плоски повърхности в една и съща настройка. Това поддържа всяка функция подравнена. Монтажът на задвижващия механизъм се нуждае от това ниво на грижа. Неправилно подравнената резба може да се скъса под натоварване. Добре нарязаната резба издържа хиляди цикли. Задвижващият механизъм остава здрав. Цялата система остава надеждна.
Предимства на CNC обработката на екзоскелети
Прецизна CNC обработка и повторяемост
Постигане на тесни допустими отклонения
Строгите допуски решават дали едно носимо устройство се движи плавно или ще се забие. Прецизната CNC обработка достига стойности, които други методи не могат да достигнат. Шлайфането достига типично ±0.005 мм и възможно най-добро ±0.001 мм. CNC фрезоването поддържа типично ±0.025 мм и възможно най-добро ±0.005 мм. Нишкоелектрическата ерозионна обработка е още по-строга с ±0.0001 инча (0.0025 мм) или по-добра. Тези стойности са важни за съединителните интерфейси и монтажа на задвижващите механизми. Небрежният отвор разваля центровката. Прецизният отвор поддържа всичко да работи правилно.
Последователност в различните производствени цикли
Повторяемостта е това, което отличава хоби сглобките от реалните продукти. Всяка единица трябва да съответства на първата. CNC автоматизацията осигурява това. Машината следва една и съща програма всеки цикъл. Не се промъкват човешки вариации. Тази постоянство помага за мащабирането на CNC обработката на екзоскелети от един прототип до пълно производство. Купувачите получават идентична геометрия и пасване за всяка партида.
Сложни геометрии и свобода на дизайна
Подрязвания, контури и органични форми
Пълната 5-осна едновременна обработка движи всичките пет оси едновременно. Това отваря възможности за подрязване и оформяне на повърхности. Италиански инженер работи с Lewei Precision, за да изгради пасивен екзоскелет за цялото тяло, използвайки този метод. Инструментът се приближава от много ъгли с една настройка. Кумулативните грешки от препозициониране изчезват. Възможни са органични форми, които следват човешката анатомия.
Бързо прототипиране и итерация
CNC и 3D печатът често работят заедно. Проектът Indego използва и двете по време на разработката. Инженерите разчитаха на CNC обработка за приспособления и прецизни части. Адитивното производство се справи със сложни геометрии и персонализиране. Тази комбинация ускорява итерацията. Дизайнерите тестват реални метални части рано. Те откриват проблеми, преди инструменталната екипировка да бъде изрязана.
Универсалност на материалите и повърхностно покритие
Метали, пластмаси и композити
CNC обработва широка гама от материали. Алуминий, неръждаема стомана, титан, месинг, мед и закалени стомани се обработват добре. Всеки от тях носи различни компромиси между тегло и здравина. Таблицата по-долу показва как CNC се представя в сравнение с адитивното производство.
| категория | CNC обработка | Добавъчно производство |
| Механична сила | Здрави, плътни части от плътен материал | Свързването на слоевете създава слаби места |
| Толеранси | Много стегнато и последователно | Умерено; варира в зависимост от технологията |
| Обработка на повърхността | Гладка, често готова за монтаж | По-грубо; може да се нуждае от последваща обработка |
| скалируемост | Мащабира се плавно до пълно производство | Най-подходящ за тиражи с малък обем |
| Опции за материали | Широка гама, включително титан | Ограничено в някои метали |
| Структурна цялост | Напълно плътна; без поддържащи конструкции | Може да се нуждае от термична обработка |
| Размер на частта | Не е ограничено от камерата за изграждане | Размерът на ограниченията на камерата за изграждане |
| Топлоустойчивост | Стабилен при високи температури | Рискове от термична деформация |
Машинно обработени срещу полирани покрития
Повърхностното покритие влияе върху комфорта и хигиената. Обработените повърхности са подходящи за вътрешни скоби и корпуси. Полираните покрития са подходящи за точки на контакт с кожата. Огледалната ерозионна обработка достига ±0.00005 инча (0.0013 мм) или по-добра. Това ниво на гладкост намалява триенето и износването. Освен това улеснява почистването при медицинска употреба.
Съображения за проектиране за CNC обработка на екзоскелети
Балансиране на прецизност и цена
Толерансите влияят на това как едно носимо устройство пасва и се усеща. Разхлабената става се клатушка и причинява дискомфорт. Стегнатата става се движи плавно и се усеща естествено. Но по-строгите толеранси струват повече, защото машината работи по-бавно, инструментите се износват по-бързо и проверката отнема повече време. Инженерите трябва да намерят идеалната среда. Критичните интерфейси, като например отворите на ставите, се нуждаят от най-строгите спецификации. Некритичните скоби могат да бъдат по-хлабави. Този баланс поддържа устройството безопасно, без да се разорява бюджета.
Най-добри практики на GD&T
GD&T казва на машиниста кое е наистина важно. То определя референтни точки, контрол на характеристиките и допустими отклонения. Добрият GD&T започва с ясни референтни точки чрез избиране на стабилни повърхности. Използвайте допустими отклонения в позицията за модели на отвори и контрол на профила за извити повърхности. Избягвайте прекомерно толериране на характеристики, които не влияят на функцията. Това опростява инспекцията и намалява брака. Целта е да се съобщи намерението за проектиране, без да се добавят ненужни разходи.
Ra стойности за комфорт и хигиена
Повърхностното покритие влияе върху усещането на устройството върху кожата. Грубите повърхности дразнят кожата и задържат бактерии, докато гладките повърхности се усещат по-добре и се почистват по-лесно. Ra измерва средната грапавост на повърхността. По-ниското Ra означава по-гладко покритие. Таблицата по-долу показва типичните изисквания.
| Приложение | Планината Ра | бележки |
| Точки за контакт с кожата | Ниско Ra | Гладко усещане, лесна за почистване |
| Вътрешни скоби | Умерено Ра | Функционално, не е пипано |
| Съвместни интерфейси | Ниско Ra | Намалява триенето и износването |
Последваща обработка за медицинска и промишлена употреба
Медицинските екзоскелети се нуждаят от допълнителни грижи. Полирането премахва следи от инструменти и създава хигиенична повърхност. Анодирането добавя защитен слой върху алуминия. Държането с мъниста придава равномерен матов вид. Индустриалните предприятия могат да пропуснат козметичните стъпки и вместо това да се съсредоточат върху износоустойчивостта. Правилната последваща обработка зависи от това къде ще се използва устройството.
Време за настройка и смяна на инструментите
Всяка настройка добавя разходи, защото машината спира, операторът препозиционира детайла и точността може да се отклони. Петосната обработка намалява настройките, тъй като детайлът остава затегнат. По-малкото смени на инструменти също спестяват време. Добре проектираната част изисква по-малко операции, което намалява труда и машинните часове. Проектирането за производственост означава да се мисли за това рано.
Влияние на избора на материали върху разходите
Изборът на материал определя разходите по два начина. Цената на суровините варира значително. Титанът струва повече от алуминия. Обработваемостта също е от значение. Твърдите материали износват инструментите по-бързо и режат по-бавно. Модел за оценка на разходите за части от ръчен екзоскелет използва вида на материала като входен фактор. Той сумира разходите за материали, труд, поддръжка на машината, амортизация и време за обработка. Изборът на правилния материал балансира здравината, теглото и бюджета. Целта е издръжливост без прекомерни разходи.
Избор на NOBLE за CNC обработка на екзоскелети
Пълно обслужване от проектиране до монтаж
NOBLE работи с метал и пластмаса. Но ние правим повече от просто рязане на части. Ние се грижим за дизайна, прототипирането, производството и монтажа. Един екип се грижи за всичко от началото до края. Това спестява време и намалява грешките. Комуникацията остава ясна от първата скица до крайния продукт.
Носима система се нуждае от скоби, стойки за задвижващи механизми и корпуси за електроника, които пасват заедно. NOBLE произвежда всички тези части в собствения си цех. Цялата система се характеризира с строги допуски. Крайното устройство се движи плавно. Всеки компонент съответства на оригиналния дизайн. Сглобяването се осъществява от първия опит.
ISO 9001:2015 и ISO 13485:2016
Сертификатите са важни за частите, носени върху тялото. NOBLE притежава ISO 9001:2015 за общо управление на качеството. Ние също така притежаваме ISO 13485:2016 за медицински изделия. Този стандарт е ключов за носими роботизирани системи. Той обхваща контрола на проектирането, производството и крайната проверка.
ISO 13485 не е законово изискване за всеки доставчик, но е глобалният индустриален стандарт, който производителите на медицински роботи очакват. Той показва, че партньорът управлява система за качество с контролирано, проследимо и валидирано производство.
Различните региони имат различни правила. Таблицата по-долу показва от какво се нуждаят партньорите за медицинска работа.
| Сертификация / Стандарт | област | Необходими стандарти |
| ISO 13485 | В световен мащаб | Сертифицирана система за управление на качеството, валидирани параметри, записи на историята на устройството |
| FDA 21 CFR част 820 | Съединени щати | Проследимост на дизайна, валидиране на процеса (IQ/OQ/PQ), проследимост на партидата |
| Регламент (ЕС) № 2017/745 за медицински изделия | Европа | Техническа документация, сертификати за материали, управление на риска (ISO 14971) |
| PMDA / MHLW | Япония | Регистрация на производителя, сертификати, съвместими с JIS |
| TGA | Австралия | Основни принципи, резюмета на биосъвместимостта |
NOBLE отговаря на тези стандарти. Вашите части преминават одити по-бързо.
Индустрии, които обслужваме
Медицински приложения
Медицинските екзоскелети помагат на пациентите да възвърнат мобилността си след нараняване или заболяване. Тези устройства се нуждаят от прецизни стави и удобни точки на контакт. NOBLE произвежда компоненти и за двете цели. Гладките повърхности предотвратяват дразнене на кожата при дълги периоди на носене. Строгите допуски поддържат движението на ставите стабилно и естествено. Резултатът е безопасно и надеждно устройство, което подпомага възстановяването.
Клиничните екзоскелети са изправени пред същите изисквания. Те преминават през стерилизация и многократна употреба. Ние разчитаме на сертифициран партньор с доказани процеси, за да гарантираме, че всяка единица отговаря на спецификациите.
Промишлени и военни приложения
Индустриалните екзоскелети намаляват риска от наранявания във фабриките. Работниците ги носят, за да повдигат тежки товари без напрежение. Военните версии помагат на войниците да носят екипировка на дълги разстояния. И двете се нуждаят от здрави, леки части, които издържат на интензивна употреба. NOBLE използва алуминий и титан за тези задачи. Сложните геометрии, получени от оптимизация на дизайна, не са проблем. Резултатът е здрава рамка, която не тежи на потребителя.
Нашият цялостен подход
Поддръжка на дизайна и създаване на прототипи
Добрият дизайн намалява разходите по-късно. NOBLE помага на инженерите да избират материали и характеристики за рязане. Ние разглеждаме допустимите отклонения, нуждите от довършителни работи и факторите, влияещи върху разходите, в ранен етап. Създаването на прототип следва бързо. Получавате реални части за тестване на съответствието и функционалността им преди пълното производство. Това открива проблеми, когато промените са евтини и бързи.
Производство, монтаж и осигуряване на качеството
След одобрение на дизайна, ние започваме производството. Нашите машини изпълняват една и съща програма всеки цикъл. Всяка част съответства на първата. Проверяваме всяка част преди сглобяването. След това сглобяваме всичко и проверяваме крайния продукт. Записите за качеството се съхраняват с всяка поръчка. Това ви осигурява пълна проследимост от суровината до готовия продукт.
CNC обработката на екзоскелети осигурява прецизните, издръжливи и леки части, които медицинските и индустриалните екзоскелети изискват. Изборът на материали, дизайнерските решения и изборът на процес оформят производителността и цената. Никой друг метод не може да се сравни с прецизността, повторяемостта и свободата на проектиране на CNC работата. Ето защо изборът на партньор, който разбира нуждите както на машинната обработка, така и на роботизираните приложения, е от толкова голямо значение. С поглед към бъдещето, хибридното производство, оптимизацията на траекторията на инструмента, управлявана от изкуствен интелект, и усъвършенстваните материали ще намалят теглото и ще подобрят качеството на повърхността. Готови ли сте да изградите следващия си екзоскелет? Говорете с NOBLE за вашите нужди от CNC обработка още днес.
Често задавани въпроси за CNC обработка на екзоскелети
За какво се използва CNC обработка на екзоскелети?
Той произвежда точните части, от които се нуждаят носими роботи. Шарнири, рамки, скоби и корпуси - всичко това се получава чрез този процес. Медицинските устройства го използват, за да помогнат на хората да се възстановят и да се движат. Промишлените и военните системи го използват за носене на товари и предотвратяване на наранявания. Методът дава строги допуски и резултати, които остават едни и същи всеки път.
Кои материали са най-подходящи за части от екзоскелет?
Зависи от работата. Титанът клас 5 и клас 23 е подходящ за носещи съединения. Алуминият 6061 и 7075 са подходящи за рамки. Въглеродните влакна спестяват тегло, но са трудни за рязане. Пластмаси като PEEK и Delrin се справят с интерфейсите и абсорбират удари. Всеки избор влияе върху цената, леснотата на рязане и нуждите от довършителни работи.
Защо 5-осната обработка е по-добра от 3-осната за екзоскелети?
Петосните машини изрязват части с форма на тяло с една настройка. Детайлът остава затегнат, така че грешките от преместването му изчезват. Триосната работа изисква много настройки, а грешките при подреждане могат да изтласкат отвора извън допустимото отклонение. Петосните машини достигат и до подкоси и кухи канали, до които по-простите машини не могат да докоснат.
Колко тесни могат да станат допустимите отклонения при CNC обработка на екзоскелети?
Шлайфането достига типично ±0.005 мм и възможно най-добро ±0.001 мм. CNC фрезоването поддържа типично ±0.025 мм и възможно най-добро ±0.005 мм. Нишкоелектрическата ерозия е по-стегната при ±0.0001 инча или по-добра. Съединителните интерфейси и монтажните елементи на задвижващия механизъм се нуждаят от тези стойности, за да поддържат движението плавно и подравняването правилно.
Могат ли CNC обработката и 3D печатът да работят заедно?
Да, и често го правят. Проектът Indego използва и двете по време на разработката. CNC изработени приспособления и точни метални части. Адитивното производство обработваше сложни форми и персонализирана работа. Тази комбинация ускорява тестването и позволява на дизайнерите да изпробват реални части, преди да започне пълното производство.
Каква повърхностна обработка е необходима на медицинските екзоскелети?
Точките за контакт с кожата се нуждаят от нисък коефициент на отрицателно налягане (Ra) за комфорт и лесно почистване. Вътрешните брекети могат да се обработят с умерено покритие, тъй като никой не ги докосва. Съединителните интерфейси също се нуждаят от нисък коефициент на отрицателно налягане (Ra), за да се намали триенето и износването. Полирането, анодирането и бластирането с перли са често срещани стъпки за последваща обработка на медицинските отделения.
Какви сертификати трябва да притежава партньорът по машинна обработка?
Потърсете ISO 9001:2015 за общо управление на качеството. ISO 13485:2016 е най-важен за медицинските изделия. Той обхваща контрола на дизайна, производството и инспекцията. Може да се прилагат и регионални правила като FDA 21 CFR Part 820 и EU MDR 2017/745. Тези стандарти показват, че партньорът управлява контролиран, проследим магазин.
Как да намаля разходите за CNC обработка на екзоскелети?
Намалете броя на настройките и смяната на инструментите. Петосната обработка държи детайла затегнат, което спестява време и труд. Изберете материали, които балансират здравина, тегло и обработваемост. Разхлабете допустимите отклонения при некритичните скоби. Добрият дизайн за производственост намалява разходите, без да се жертва прецизността там, където е от значение.
