Οι πιο συνηθισμένοι τρόποι κατασκευής εξαρτημάτων εξωσκελετού αποκατάστασης είναι η κατεργασία CNC, η τρισδιάστατη εκτύπωση, η χύτευση με έγχυση, η κατασκευή λαμαρίνας και η σύνθετη χύτευση. Τα συνηθισμένα υλικά περιλαμβάνουν κράματα αλουμινίου, τιτάνιο, ανοξείδωτο χάλυβα, PEEK και σιλικόνη για εξαρτήματα που αγγίζουν το σώμα. Αυτές οι επιλογές επηρεάζουν την αντοχή, το βάρος, τη βιοσυμβατότητα, το κόστος παραγωγής και τον χρόνο παράδοσης του εξαρτήματος. Τα περιβλήματα αρθρώσεων χρειάζονται αυστηρές ανοχές. Οι προσαρμοσμένες μανσέτες χρειάζονται βιοσυμβατές επιφάνειες. Οι πλάκες πλαισίου πρέπει να είναι ανθεκτικές αλλά ελαφριές. Κάθε μέθοδος έχει σαφή οφέλη για ορισμένα εξαρτήματα. Θα εξετάσουμε λεπτομερώς κάθε διαδικασία και υλικό. Το άρθρο καλύπτει επίσης ζητήματα σχεδιασμού, κανονιστικά πρότυπα και συμβουλές για την επιλογή συνεργατών παραγωγής.
Επισκόπηση κοινών μεθόδων κατασκευής για την αποκατάσταση εξαρτημάτων εξωσκελετού ρομπότ
Τα εξαρτήματα εξωσκελετού ρομπότ αποκατάστασης χωρίζονται σε μερικές κύριες ομάδες. Τα συγκροτήματα αρθρώσεων και οι σύνδεσμοι κίνησης βρίσκονται στο κέντρο κάθε συσκευής. Τα πλαίσια στήριξης και οι δομικοί βραχίονες συγκρατούν τα πάντα ενωμένα. Κάθε ομάδα χρειάζεται ισχυρές μηχανικές ιδιότητες, επειδή αυτά τα μηχανήματα φέρουν ανθρώπινο βάρος και κινούνται μαζί με τον χρήστη όλη την ημέρα.
Βασικά στοιχεία των εξαρτημάτων ρομπότ εξωσκελετού αποκατάστασης
Συναρμολογήσεις αρθρώσεων και σύνδεσμοι κίνησης
Οι αρθρώσεις είναι το σημείο όπου συμβαίνει η κίνηση. Μια άρθρωση ισχίου, μια άρθρωση γονάτου ή μια περιστροφή δακτύλου πρέπει να κινείται ομαλά και να αντέχει σε επαναλαμβανόμενο φορτίο. Οι σύνδεσμοι κίνησης συνδέουν τους κινητήρες με αυτές τις αρθρώσεις, επομένως πρέπει να παραμένουν ευθυγραμμισμένες υπό ροπή. Οποιαδήποτε χαλαρότητα σε αυτά τα μέρη εμφανίζεται ως σπασμωδική κίνηση και αυτό φαίνεται λάθος στον ασθενή.
Πλαίσια στήριξης και δομικά στηρίγματα
Τα πλαίσια μεταφέρουν τη διαδρομή φορτίου από το σώμα στο έδαφος. Οι βάσεις συνδέουν τους ενεργοποιητές, τους αισθητήρες και τους ιμάντες σε μία άκαμπτη μονάδα. Αυτά τα μέρη χρειάζονται ακαμψία, αλλά πρέπει επίσης να παραμένουν ελαφριά. Ένα βαρύ πλαίσιο κουράζει γρήγορα τον χρήστη.
Αξίζει να σημειωθεί ότι οι επιλογές διεργασίας και υλικών αλλάζουν ανάλογα με την εφαρμογή. Μια συσκευή άνω άκρου έχει διαφορετικές ανάγκες από μια συσκευή κάτω άκρου. Οι εξωσκελετοί χειρός συχνά χρησιμοποιούν μαλακά υλικά, ενώ οι άκαμπτοι σχεδιασμοί εξαρτώνται από το μέταλλο. Από πρακτικής άποψης, οι πέντε οικογένειες διεργασιών που καλύπτονται σε αυτό το άρθρο είναι η κατεργασία CNC, η τρισδιάστατη εκτύπωση, η χύτευση με έγχυση, η κατασκευή λαμαρίνας και η χύτευση από σύνθετα υλικά ή σιλικόνη.
Πώς η επιλογή διαδικασίας επηρεάζει τα εξαρτήματα ρομπότ εξωσκελετού αποκατάστασης
Γεωμετρία, Ανοχή και Όγκος Παραγωγής
Η γεωμετρία καθοδηγεί την πρώτη απόφαση. Τα σύνθετα σχήματα με περίγραμμα σας ωθούν προς την επεξεργασία με CNC 5 αξόνων ή τις προσθετικές μεθόδους. Οι απλές επίπεδες πλάκες λειτουργούν καλά με λαμαρίνα. Ο όγκος παραγωγής καθοδηγεί τη δεύτερη απόφαση. Οι μοναδικές προσαρμοσμένες μανσέτες ταιριάζουν καλά στην τρισδιάστατη εκτύπωση, ενώ χιλιάδες πανομοιότυπα καλύμματα ευνοούν τη χύτευση με έγχυση.
Η ανοχή είναι ο τρίτος παράγοντας και έχει τη μεγαλύτερη σημασία στις αρθρώσεις. Ο παρακάτω πίνακας δείχνει πώς συγκρίνονται η εκτύπωση CNC και η τρισδιάστατη εκτύπωση για τα περιβλήματα των αρθρώσεων.
| Κριτήριο | CNC μηχανική κατεργασία | 3D Εκτύπωση |
| Ακρίβεια / Ανοχή | Επιτυγχάνει ±0.005 mm σε αρθρώσεις τιτανίου 5 αξόνων | Βελτιωμένο για πρωτοτυποποίηση, δεν προτιμάται για εξαρτήματα τελικής χρήσης παραγωγικής ποιότητας |
| Η επιφάνεια τελειώνει | Αποδίδει Ra 0.8 ή καλύτερο | Δεν προσδιορίζεται ότι πληροί τις απαιτήσεις φινιρίσματος βαθμού αποστείρωσης |
| Συμβατότητα υλικού | Σχεδόν όλα τα ιατρικά υλικά, συμπεριλαμβανομένου του τιτανίου βαθμού 5 και του PEEK | Περιορισμένο σε σύγκριση με το CNC για ιατρικά υλικά υψηλής αντοχής |
| Ρόλος σε Κοινές Στέγασεις | Προτιμάται για κρίσιμους τελικούς παράγοντες και συνδέσμους | Χρησιμοποιείται για την κατασκευή πρωτοτύπων· τα εξαρτήματα παραγωγής εξακολουθούν να βασίζονται σε CNC |
Μια άρθρωση ισχίου με σφαιρική υποδοχή δείχνει γιατί αυτό έχει σημασία. Η μπάλα πρέπει να κάθεται στην υποδοχή σχεδόν χωρίς διάκενο. Το CNC μπορεί να κόψει αυτήν την μπάλα με ακρίβεια λίγων μικρομέτρων και η υποδοχή την αντικατοπτρίζει για άνετη εφαρμογή. Αυτό το επίπεδο ελέγχου είναι δύσκολο να επιτευχθεί μόνο με την εκτύπωση.
Συμβιβασμοί κόστους, ταχύτητας και ακρίβειας
Η ταχύτητα και το κόστος έλκονται σε αντίθετες κατευθύνσεις. Το CNC σας προσφέρει ακρίβεια, αλλά η εγκατάσταση απαιτεί χρόνο. Η τρισδιάστατη εκτύπωση παραλείπει τα εργαλεία, επομένως η επανάληψη είναι γρήγορη. Η χύτευση με έγχυση έχει υψηλό αρχικό κόστος εργαλείων, ωστόσο η τιμή μονάδας μειώνεται απότομα με τον όγκο. Η λαμαρίνα λυγίζει και τρυπάει γρήγορα για επίπεδα εξαρτήματα. Επιλέξτε τη διαδικασία που ταιριάζει με τον στόχο ανοχής σας και το μέγεθος της παρτίδας σας, όχι αυτήν που ακούγεται πιο προηγμένη.
Πώς η επιλογή υλικού επηρεάζει την αποκατάσταση των εξαρτημάτων εξωσκελετού
Αναλογία Δύναμης προς Βάρος και Ζωή Κόπωσης
Το υλικό θέτει το ανώτατο όριο στην απόδοση. Το τιτάνιο βαθμού 5 (Ti-6Al-4V) προσφέρει ανώτερη αναλογία αντοχής προς βάρος και είναι βιοσυμβατό, αλλά είναι δύσκολο να υποστεί κατεργασία και μπορεί να αυξήσει την τιμή του εξαρτήματος κατά 40-60% σε σύγκριση με το αλουμίνιο. Το αλουμίνιο 6061-T6 έχει όριο διαρροής 310 MPa και κατεργάζεται εύκολα με χαμηλό κόστος. Είναι κατάλληλο για μέλη χαμηλού φορτίου και δευτερεύουσες κατασκευές.
Για δομικά πλαίσια που δεν είναι εμφυτευμένα ή αποστειρωμένα, το αλουμίνιο προσφέρει εξαιρετική αναλογία αντοχής προς βάρος με χαμηλότερο κόστος υλικού και κατεργασίας. Το σκληρυμένο ανοδιωμένο αλουμίνιο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως οδηγοί ή περιβλήματα ανθεκτικά στη φθορά.
Οι άκαμπτοι εξωσκελετοί αποκατάστασης συχνά αναμειγνύουν υλικά. Μια συνηθισμένη διάταξη συνδυάζει πλαίσια αλουμινίου με συνδέσεις από ανοξείδωτο χάλυβα ή τιτάνιο. Αυτό μειώνει το συνολικό βάρος, ενώ παράλληλα προσθέτει αντοχή εκεί που συγκεντρώνεται το φορτίο.
Βιοσυμβατότητα και επαφή με το δέρμα
Οποιαδήποτε επιφάνεια έρχεται σε επαφή με το δέρμα χρειάζεται φροντίδα. Η σιλικόνη είναι ιδανική για μανσέτες, επιθέματα και επενδύσεις επειδή είναι απαλή και φιλική προς το δέρμα. Τα μέταλλα που χρησιμοποιούνται κοντά στο σώμα πρέπει να είναι ανθεκτικά στη διάβρωση και να καθαρίζονται εύκολα. Τα πιστοποιητικά υλικών και η ιχνηλασιμότητα το υποστηρίζουν αυτό και έχουν σημασία για την κατασκευή ιατρικών εξωσκελετικών ρομπότ σύμφωνα με το πρότυπο ISO 13485. Η ίδια πειθαρχία ισχύει και για την κατασκευή εξαρτημάτων ιατρικών ρομπότ, όπου κάθε παρτίδα πρέπει να τεκμηριώνεται.
Η συνδυαστική επιλογή υλικών και διαδικασιών διαμορφώνει το βάρος, την άνεση, το κόστος και την ασφάλεια. Αν συνδυάσετε σωστά αυτόν τον συνδυασμό, η υπόλοιπη διαδικασία κατασκευής εξαρτημάτων εξωσκελετού ρομπότ θα τεθεί σε εφαρμογή.
CNC ακριβείας κατεργασία για αποκατάσταση εξωσκελετικών εξαρτημάτων
Η κατεργασία ακριβείας CNC χρησιμοποιεί φρέζες 3, 4 και 5 αξόνων. Οι μηχανές τριών αξόνων κόβουν απλά σχήματα από τη μία κατεύθυνση. Οι μηχανές πέντε αξόνων γέρνουν το εργαλείο και το εξάρτημα ταυτόχρονα. Αυτό τους επιτρέπει να επιτυγχάνουν πολύπλοκες καμπύλες σε μία μόνο διάταξη. Αυτό το εύρος έχει μεγάλη σημασία για την αποκατάσταση εξωσκελετικών εξαρτημάτων ρομπότ. Οι αρθρώσεις καμπυλώνονται με τρόπους που δεν μπορεί να ακολουθήσει ένας επίπεδος κόφτης.
Εφαρμογές σε εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης
Περιβλήματα αρμών και δομικά στηρίγματα
Τα περιβλήματα αρθρώσεων είναι πολύπλοκα και ακριβή εξαρτήματα σε συστήματα εξωσκελετών. Υποστηρίζουν το βάρος του χρήστη και την πρόσκρουση κατά το περπάτημα. Παρέχουν επίσης ακριβή σημεία τοποθέτησης για ρουλεμάν, μειωτήρες, κωδικοποιητές και αισθητήρες ροπής. Η οπή για το ρουλεμάν πρέπει να παραμένει εντός 0.1 mm για να διατηρείται η ακρίβεια της κίνησης. Το πάχος του τοιχώματος είναι συνήθως 2-3 mm. Ορισμένες περιοχές εξοικονόμησης βάρους έχουν λεπτότητα έως και 1.5 mm. Αυτό καθιστά την παραμόρφωση κατά την κοπή πραγματικό κίνδυνο. Η κατεργασία όλων των επιφανειών σε μία διάταξη αποφεύγει σφάλματα από την κίνηση του εξαρτήματος.
| Περιοχή εφαρμογής | Παραδείγματα εξαρτημάτων | Υλικα | Μετά τη θεραπεία |
| Κοινή στέγαση | Περιβλήματα κινητήρων άρθρωσης ισχίου, συγκροτήματα ρουλεμάν, άξονες τοποθέτησης, διεπαφές φρένων, μπλοκ ασφάλισης αλυσίδας | Κράμα αλουμινίου 6061/7075 (τιτάνιο για μοντέλα υψηλής τεχνολογίας) | Αμμοβολή + ανοδίωση, σκληρή ανοδίωση |
| Στοιχεία ακριβείας κίνησης | Τοποθέτηση αξόνων, φρένων | Ανοξείδωτο ατσάλι 303/304, ατσάλι 42CrMo4 | Ηλεκτροστίλβωση, επιψευδαργύρωση |
| Μέρη τριβής/μόνωσης | Συνδετήρες και σχετικά εξαρτήματα συνδέσμων | POM, νάιλον, ABS | Χρησιμοποιείται ως έχει |
Βάσεις ενεργοποιητή και διεπαφές ακριβείας
Οι βάσεις στήριξης κινητήρα και αισθητήρα λειτουργούν ως βάσεις ακριβείας για ηλεκτρικούς ενεργοποιητές, αισθητήρες ροπής και περιστροφικούς κωδικοποιητές. Συχνά διαθέτουν ενσωματωμένα κανάλια δρομολόγησης καλωδίων και προεξοχές στήριξης. Οι άξονες τοποθέτησης και τα περιβλήματα αρθρώσεων ρομπότ συνήθως χρειάζονται ομοκεντρικότητα εντός ±0.01 mm. Αυτό διατηρεί τα ρουλεμάν ομαλά τοποθετημένα και αποτρέπει τη φθορά. Μια προσαρμοσμένη κατεργασμένη βάση στάτη εξωσκελετού ακολουθεί την ίδια λογική. Χρησιμοποιήστε κατεργασία 3 αξόνων για επίπεδες βάσεις με απλές οπές. Αλλάξτε σε 5 άξονες όταν η βάση τυλίγεται γύρω από έναν ενεργοποιητή ή έχει γωνιακές επιφάνειες.
Πλεονεκτήματα για εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης
Αυστηρές ανοχές και επαναληψιμότητα
Το CNC διατηρεί ανοχές που η εκτύπωση και η χύτευση δεν μπορούν να φτάσουν σε μέταλλο. Κάθε κύκλος επαναλαμβάνει την ίδια διαδρομή εργαλείου. Έτσι, το πρώτο και το χιλιοστό μέρος ευθυγραμμίζονται. Ο ενεργός εξωσκελετός FreeGait ρυθμίζει το μήκος των μηρών και της κνήμης και το πλάτος των γοφών για διαφορετικούς σωματότυπους. Η ακρίβεια κάθε συνδέσμου επηρεάζει άμεσα την άνεση χρήσης. Η επαναληψιμότητα είναι αυτό που καθιστά αυτή τη ρύθμιση αξιόπιστη.
Φινίρισμα επιφάνειας και μετα-επεξεργασία
Οι κατεργασμένες επιφάνειες βγαίνουν λείες από το εργαλείο. Τα δευτερεύοντα βήματα τις ωθούν περαιτέρω. Η ανοδίωση, η στίλβωση και η επίστρωση προσθέτουν αντοχή στη διάβρωση. Η αμμοβολή και η ανοδίωση είναι συνηθισμένες σε περιβλήματα αλουμινίου. Η ηλεκτροστίλβωση λειτουργεί καλά για τον ανοξείδωτο χάλυβα. Αυτά τα φινιρίσματα διευκολύνουν επίσης τον καθαρισμό. Αυτό έχει σημασία για τα μέρη κοντά στο δέρμα.
Τυπικά υλικά CNC για εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης
Κράματα αλουμινίου (6061, 7075)
Το κράμα αλουμινίου προσφέρει την ιδανική αναλογία αντοχής προς βάρος για δυναμική κίνηση και εκτεταμένη χρήση. Κατασκευάζεται γρήγορα και διατηρεί το κόστος χαμηλό. Οι ειδικά κατασκευασμένοι εξωσκελετοί χρησιμοποιούν συχνά πλαίσια και βάσεις από κράμα αλουμινίου ως βασικές δομές. Τα συγκροτήματα αρθρώσεων ισχίου, γονάτου και ώμου βασίζονται όλα σε αυτό.
Τιτάνιο (βαθμού 5 Ti-6Al-4V) και ανοξείδωτο ατσάλι (316L)
Το τιτάνιο είναι βιοσυμβατό, ελαφρύ και ανθεκτικό στη διάβρωση. Λειτουργεί καλά για μοντέλα υψηλής τεχνολογίας. Ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι ανθεκτικός στη φθορά και αντέχει στην αποστείρωση. Και τα δύο υλικά κοστίζουν περισσότερο και κόβονται πιο αργά από το αλουμίνιο. Επομένως, φυλάξτε τα για φορτισμένες αρθρώσεις και μηχανικά μέρη ακριβείας. Το σύστημα RoboGait προμηθεύτηκε περίπου το 90% των μηχανικών του εξαρτημάτων από εξωτερικούς προμηθευτές. Αυτό κάλυπτε φρεζάρισμα με CNC, τόρνευση, κοπή με λέιζερ, κάμψη και συγκόλληση. Δείχνει ότι τα εξαρτήματα που έχουν υποστεί κατεργασία με CNC αποτελούν τη βάση για πραγματικά προγράμματα αποκατάστασης εξωσκελετικών εξαρτημάτων.
Τρισδιάστατη εκτύπωση για εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης
Οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές μπορούν να κατασκευάσουν πολλά διαφορετικά εξαρτήματα εξωσκελετού ρομπότ. Αυτό περιλαμβάνει συνδέσμους, στηρίγματα στήριξης και εσωτερικά μέρη μπαταρίας. Η τεχνολογία λειτουργεί καλύτερα όταν τα σχήματα είναι σύνθετα ή όταν χρειάζεστε μόνο λίγες μονάδες. Για την αποκατάσταση εξαρτημάτων εξωσκελετού ρομπότ, η εκτύπωση προσφέρει ταχύτητα και ελευθερία σχεδιασμού που οι παλιές μέθοδοι δεν μπορούν εύκολα να συγκριθούν.
Εφαρμογές σε εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης
Περιχειρίδες και διεπαφές άκρων προσαρμοσμένης εφαρμογής
Κάθε ασθενής έχει διαφορετικό σωματότυπο. Μια περιχειρίδα που εφαρμόζει καλά σε ένα άτομο μπορεί να προκαλέσει κατακλίσεις σε ένα άλλο. Η τρισδιάστατη εκτύπωση διορθώνει αυτό το πρόβλημα κατασκευάζοντας περιχειρίδες απευθείας από δεδομένα σάρωσης. Σαρώνετε το σχήμα του άκρου του ασθενούς, σχεδιάζετε τη διεπαφή σε CAD και την εκτυπώνετε ως ένα ενιαίο κομμάτι. Το αποτέλεσμα είναι μια προσαρμοσμένη λύση εξαρτημάτων εξωσκελετού που σας δίνει την αίσθηση άνεσης αμέσως.
Πρωτότυπα και παραγωγή χαμηλού όγκου
Η πρωτοτυποποίηση είναι το σημείο όπου η εκτύπωση πραγματικά λάμπει. Μπορείτε να δοκιμάσετε ένα νέο σχέδιο σύνδεσης, να αλλάξετε το πάχος του τοιχώματος και να επανεκτυπώσετε μέσα σε μια νύχτα. Δεν υπάρχουν έξοδα εργαλείων και ελάχιστα ποσά παραγγελίας. Για μικρούς όγκους παραγωγής, η εκτύπωση παραμένει οικονομικά αποδοτική όταν χρειάζεστε λιγότερες από μερικές εκατοντάδες μονάδες. Υποστηρίζει επίσης την έμμεση ψηφιακή κατασκευή. Μπορείτε να εκτυπώσετε επαναχρησιμοποιήσιμα καλούπια για ενεργοποιητές εξωσκελετού με μαλακό χέρι και στη συνέχεια να χυτεύσετε εξαρτήματα σιλικόνης από αυτά τα καλούπια.
Πλεονεκτήματα για εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης
Ελευθερία Σχεδιασμού και Δομές Πλέγματος
Η εκτύπωση καταργεί πολλούς περιορισμούς στο σχεδιασμό. Εσωτερικά κανάλια, οργανικά σχήματα και δομές πλέγματος καθίστανται δυνατά. Το πλέγμα πλήρωσης μειώνει το βάρος διατηρώντας παράλληλα την αντοχή. Αυτό έχει σημασία για τις φορετές συσκευές, όπου κάθε γραμμάριο μετράει.
Ταχεία Επανάληψη και Γεωμετρία Ειδική για τον Ασθενή
Οι αλλαγές στο σχεδιασμό συμβαίνουν γρήγορα με την εκτύπωση. Αλλάζετε το αρχείο CAD και εκτυπώνετε ξανά. Δεν χρειάζεται να περιμένετε για νέα εργαλεία. Αυτή η ταχύτητα υποστηρίζει γεωμετρία ειδική για τον ασθενή, η οποία είναι το κλειδί για παιδιατρικές συσκευές και προσαρμοσμένες ορθώσεις.
Τυπικά υλικά τρισδιάστατης εκτύπωσης
Νάιλον PA12 και PA11 για SLS και MJF
Το νάιλον PA12 είναι ένα τυπικό υλικό για τις διαδικασίες SLS και MJF. Προσφέρει ομοιόμορφες μηχανικές ιδιότητες, χημική αντοχή και δυνατότητα δημιουργίας ζωντανών μεντεσέδων. Το PA11 είναι παρόμοιο αλλά κατασκευασμένο από φυτά. Και τα δύο είναι κατάλληλα για περιχειρίδες, περιβλήματα και μη δομικά στηρίγματα.
Τιτάνιο και ανοξείδωτο ατσάλι για DMLS και SLM
Η εκτύπωση μετάλλων χρησιμοποιεί διαδικασίες DMLS ή SLM. Το τιτάνιο Ti-6Al-4V (βαθμού 5) είναι ασφαλές για το σώμα και αντέχει στη διάβρωση. Ο ανοξείδωτος χάλυβας 316L εκτυπώνει επίσης καλά και αντέχει στην αποστείρωση. Αυτά τα υλικά είναι κατάλληλα για εμφυτεύματα που φέρουν φορτίο και αρθρώσεις υψηλής καταπόνησης. Ο παρακάτω πίνακας συγκρίνει τις βασικές ιδιότητες.
| Ιδιοκτησία | Nylon PA12 | Titanium Ti-6Al-4V (Βαθμός 5) |
| Κατηγορία υλικού | Νάιλον | Μέταλλο |
| αντοχή σε εφελκυσμό | 48 MPa | 950 MPa |
| Πυκνότητα | 1.01 g / cm3 | 4.43 g / cm3 |
| Θερμοκρασία μετατροπής γυαλιού | 175 ° C | 1650 ° C |
| επιμήκυνση | 20.0% | 14.0% |
| Συνήθεις διαδικασίες τρισδιάστατης εκτύπωσης | SLS, MJF | CNC-3, CNC-5, DMLS |
Η επιλογή μεταξύ νάιλον και μετάλλου εξαρτάται από τις απαιτήσεις φορτίου. Το νάιλον είναι κατάλληλο για εξαρτήματα που έρχονται σε επαφή με το σώμα και για ελαφριά δομικά κομμάτια. Το τιτάνιο και ο ανοξείδωτος χάλυβας αντέχουν υψηλά φορτία και επαναλαμβανόμενους κύκλους καταπόνησης. Και οι δύο οικογένειες υλικών υποστηρίζουν την κατασκευή εξαρτημάτων εξωσκελετού αποκατάστασης σε διαφορετικούς τύπους συσκευών.
Χύτευση με έγχυση για εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης
Η χύτευση με έγχυση λειτουργεί καλύτερα όταν χρειάζεστε χιλιάδες πανομοιότυπα πλαστικά κομμάτια. Η διαδικασία ωθεί το λιωμένο πλαστικό σε ένα χαλύβδινο καλούπι. Στη συνέχεια, το καλούπι ψύχεται, ανοίγει και αφήνει ένα ολοκληρωμένο εξάρτημα. Για την αποκατάσταση εξαρτημάτων εξωσκελετού ρομπότ, αυτή η μέθοδος κατασκευάζει καλύμματα, περιβλήματα και κλιπ καλωδίων σε μεγάλες ποσότητες.
Εφαρμογές σε εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης
Καλύμματα, περιβλήματα και διαχείριση καλωδίων
Κάθε εξωσκελετός χρειάζεται προστατευτικά κελύφη. Τα καλύμματα του κινητήρα κρατούν τη σκόνη έξω. Τα περιβλήματα του κιβωτίου ελέγχου προστατεύουν τις πλακέτες κυκλωμάτων. Τα κλιπ διαχείρισης καλωδίων δρομολογούν τα καλώδια κατά μήκος του πλαισίου. Αυτά τα μέρη έχουν ένα κοινό χαρακτηριστικό. Έχουν πολύπλοκα σχήματα αλλά δεν φέρουν βαριά φορτία. Λαβές χύτευσης με έγχυση που αναμειγνύονται καλά. Έχετε λείες επιφάνειες, ενσωματωμένες ασφάλειες και ομοιόμορφο πάχος τοιχώματος σε έναν κύκλο.
Συνδέσεις και συνδετήρες μεγάλου όγκου
Οι μικροί σύνδεσμοι και τα στοιχεία στερέωσης συσσωρεύονται γρήγορα. Ένας μόνο εξωσκελετός μπορεί να χρησιμοποιεί δεκάδες κλιπ, βύσματα και γλωττίδες στήριξης. Η χύτευση αυτών των εξαρτημάτων διατηρεί χαμηλό το κόστος μονάδας μόλις επιταχυνθεί η παραγωγή. Η διαδικασία διατηρεί επίσης περιορισμένες διαστάσεις. Αυτό έχει σημασία όταν ένας σύνδεσμος πρέπει να ασφαλίσει στη θέση του χιλιάδες φορές.
Πλεονεκτήματα για εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης
Χαμηλό κόστος μονάδας σε κλίμακα
Τα εργαλεία για χύτευση με έγχυση κοστίζουν χρήματα εκ των προτέρων. Τα χαλύβδινα καλούπια μπορεί να κοστίζουν χιλιάδες δολάρια. Αλλά αυτό το κόστος κατανέμεται σε κάθε εξάρτημα που κατασκευάζετε. Σε μικρούς όγκους, η CNC και η τρισδιάστατη εκτύπωση κερδίζουν. Σε μεγάλους όγκους, η χύτευση γίνεται η σαφής επιλογή. Το σημείο ισορροπίας εξαρτάται από το μέγεθος του εξαρτήματος και την πολυπλοκότητα του καλουπιού. Για μικρά καλύμματα και κλιπ, η χύτευση συχνά ξεπερνά το CNC μόλις ξεπεράσετε μερικές χιλιάδες μονάδες.
Συνεπείς Ιδιότητες Υλικού και Επιλογές Χρώματος
Τα χυτά μέρη βγαίνουν πανομοιότυπα. Η ίδια ρητίνη, η ίδια θερμοκρασία, η ίδια πίεση σε κάθε κύκλο. Επιτυγχάνετε προβλέψιμη αντοχή και εφαρμογή. Η αντιστοίχιση χρωμάτων είναι επίσης εύκολη. Απλώς προσθέστε χρωστική στη ρητίνη. Δεν χρειάζεται βάψιμο ή επίστρωση. Αυτό εξοικονομεί χρόνο και αποφεύγει το ξεφλούδισμα.
Τυπικά υλικά χύτευσης με έγχυση
PEEK και PEI για εφαρμογές υψηλής αντοχής
Το PEEK ιατρικής ποιότητας αντέχει σε υψηλές θερμοκρασίες και επαναλαμβανόμενη αποστείρωση. Είναι επίσης ανθεκτικό στις χημικές ουσίες και στη φθορά. Το PEI προσφέρει παρόμοια οφέλη σε χαμηλότερο κόστος. Και τα δύο υλικά είναι κατάλληλα για δομικά καλύμματα και φέροντα περιβλήματα. Κοστίζουν περισσότερο από τα κοινά πλαστικά, αλλά διαρκούν περισσότερο σε απαιτητικά περιβάλλοντα.
ABS, PC και TPU για εύκαμπτα ή ανθεκτικά στις κρούσεις μέρη
Το ABS είναι ανθεκτικό και εύκολο στη διαμόρφωση. Το PC προσθέτει αντοχή στην κρούση και καθαρότητα. Το TPU προσφέρει ευελιξία στις λαβές και στα μαλακά σημεία αφής. Αυτά τα υλικά καλύπτουν τα περισσότερα μη κρίσιμα εξωσκελετικά μέρη ρομπότ. Ο παρακάτω πίνακας συγκρίνει τα βασικά χαρακτηριστικά τους.
| Υλικα | Ιδιότητα κλειδιού | Κοινή χρήση |
| ABS | Ανθεκτικό, εύκολο στη διαμόρφωση | Καλύμματα, περιβλήματα |
| PC | Υψηλή αντοχή σε κρούση | Προστατευτικά κελύφη |
| TPU | Εύκαμπτο, μαλακό | Λαβές, μαξιλαράκια |
Η επιλογή της σωστής ρητίνης εξαρτάται από το φορτίο, τις ανάγκες αποστείρωσης και τους στόχους κόστους. Για πολλά εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης, τα τυπικά πλαστικά κάνουν καλά τη δουλειά τους.
Κατασκευή λαμαρίνας για αποκατάσταση εξαρτημάτων εξωσκελετού
Η κατασκευή λαμαρίνας λαμβάνει επίπεδα φύλλα και τα μετατρέπει σε ανθεκτικά, ελαφριά εξαρτήματα. Αρχικά, κόβει το μέταλλο. Στη συνέχεια, το λυγίζει και το τρυπάει. Η κάμψη λαμαρίνας CAM είναι ένα βασικό βήμα σε αυτή τη διαδικασία. Διαμορφώνει σύνθετα εξαρτήματα όπως ένα χέρι εξωσκελετού με ακριβείς γωνίες και καμπύλες. Για εξαρτήματα ρομπότ εξωσκελετού αποκατάστασης, αυτή η μέθοδος κατασκευάζει πλάκες πλαισίου, βάσεις αισθητήρων και πλάκες στήριξης σε χαμηλή τιμή.
Εφαρμογές σε εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης
Πλάκες πλαισίου και δομικά στηρίγματα
Οι πλάκες πλαισίου αποτελούν τη ραχοκοκαλιά πολλών σχεδίων εξωσκελετών. Συνδέουν τις αρθρώσεις, συγκρατούν φορτία και διατηρούν τα πάντα ευθυγραμμισμένα. Μια τυπική πλάκα πλαισίου μπορεί να έχει πάχος αρκετών χιλιοστών. Κάμπτεται σε σχήμα καναλιού ή L για να γίνει πιο άκαμπτη. Αυτά τα μέρη συχνά φέρουν το κύριο φορτίο σε συσκευές κάτω άκρων.
Βάσεις αισθητήρων και πλάκες στήριξης
Οι αισθητήρες χρειάζονται σταθερά σημεία για να τοποθετηθούν. Μια μικρή μετατόπιση μπορεί να προκαλέσει προβλήματα στις μετρήσεις γωνίας ή δύναμης. Οι βάσεις από λαμαρίνα συγκρατούν κωδικοποιητές, IMU και αισθητήρες δύναμης στη θέση τους. Οι πλάκες στήριξης συγκρατούν επίσης κουτιά ελέγχου και μπαταρίες. Αυτά τα εξαρτήματα εξωσκελετού ρομπότ έχουν απλό σχήμα αλλά είναι πολύ σημαντικά για την ακρίβεια του συστήματος.
Πλεονεκτήματα για εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης
Οικονομικά αποδοτικό για λεπτά, επίπεδα σχήματα
Η λαμαρίνα λειτουργεί καλύτερα όταν τα εξαρτήματα είναι λεπτά και επίπεδα. Η κοπή και η κάμψη κοστίζουν πολύ λιγότερο από το φρεζάρισμα με CNC ενός συμπαγούς μπλοκ. Επίσης, σπαταλάτε λιγότερο υλικό. Για μεγάλες πλάκες πλαισίου, αυτό το χάσμα τιμής μεγαλώνει γρήγορα. Μια πλάκα με σφράγιση ή κοπή με λέιζερ μπορεί να κοστίζει ένα κλάσμα μιας κατεργασμένης.
Γρήγορη Παράδοση για Πρωτότυπα και Μικρές Παρτίδες
Η δημιουργία πρωτοτύπων με λαμαρίνα γίνεται γρήγορα. Μπορείτε να κόψετε με λέιζερ ένα σχέδιο σε ώρες, να το λυγίσετε και να δοκιμάσετε την εφαρμογή την ίδια μέρα. Δεν απαιτούνται εργαλεία για μικρές παρτίδες. Αυτή η ταχύτητα βοηθά τις ομάδες να βελτιώσουν τη γεωμετρία του πλαισίου χωρίς να περιμένουν εβδομάδες για καλούπια ή χυτά.
Τυπικά υλικά λαμαρίνας
Φύλλα αλουμινίου και ανοξείδωτου χάλυβα
Τα φύλλα κράματος αλουμινίου όπως το 5052 ή το 6061 προσφέρουν εξαιρετική αναλογία αντοχής προς βάρος. Είναι ανθεκτικά στη σκουριά και κάμπτονται εύκολα. Τα φύλλα ανοξείδωτου χάλυβα προσθέτουν μεγαλύτερη αντοχή και καλύτερη αντοχή στη φθορά. Οι βαθμοί 304 και 316 είναι συνηθισμένες επιλογές. Ο ανοξείδωτος χάλυβας κοστίζει περισσότερο, αλλά αντέχει στον σκληρό καθαρισμό και την αποστείρωση. Ο παρακάτω πίνακας συγκρίνει τα βασικά χαρακτηριστικά.
| Υλικα | Ιδιότητα κλειδιού | Κοινή χρήση |
| Κράμμα αλουμινίου | Ελαφρύ, ανθεκτικό στη σκουριά | Πλάκες πλαισίου, στηρίγματα |
| Ανοξείδωτο Κολιέ | Ισχυρό, ανθεκτικό στη φθορά | Βάσεις αισθητήρων, πλάκες φορτίου |
Επιφανειακές Επεξεργασίες για Αντοχή στη Φθορά και τη Σκουριά
Τα εξαρτήματα αλουμινίου συχνά υποβάλλονται σε ανοδίωση για προστασία. Δύο μέθοδοι ξεχωρίζουν για τις πλάκες πλαισίου εξωσκελετού:
- Η οξείδωση μικροτόξου (MAO) και η σκληρή ανοδίωση δημιουργούν μια πυκνή, συγκολλημένη κεραμική επίστρωση πάνω σε σύνθετα σχήματα.
- Οι σφραγισμένες επιφάνειες με σκληρή ανοδιωμένη επιφάνεια ή με επικάλυψη MAO μπορούν να αντέξουν εκτεταμένες δοκιμές ψεκασμού αλατιού χωρίς να δημιουργήσουν κοιλότητες. Επίσης, σφραγίζουν πλήρως την επιφάνεια για να αποτρέψουν τη δημιουργία ρωγμών λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης σε υγρά ή εξωτερικά περιβάλλοντα.
Αυτές οι θεραπείες κάνουν τα εξαρτήματα να διαρκούν περισσότερο και διατηρούν τη συσκευή ασφαλή για καθημερινή χρήση. Η επιλογή των κατάλληλων υλικών και φινιρισμάτων για την αποκατάσταση εξωσκελετικών εξαρτημάτων αποδίδει σε ανθεκτικότητα και άνεση για τον χρήστη.
Σύνθετα υλικά και χύτευση σιλικόνης για εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης
Τα σύνθετα μέρη είναι ανθεκτικά αλλά ζυγίζουν πολύ λίγο. Οι διατάξεις από ανθρακονήματα και υαλοβάμβακα προσδίδουν ακαμψία που το μέταλλο δεν μπορεί να φτάσει στο ίδιο βάρος. Τα μέρη σιλικόνης παραμένουν μαλακά όταν η συσκευή αγγίζει το δέρμα. Αυτές οι δύο οικογένειες υλικών κάνουν διαφορετικές λειτουργίες. Και τα δύο είναι απαραίτητα στα σύγχρονα εξαρτήματα εξωσκελετού ρομπότ.
Σύνθετες διεργασίες για την αποκατάσταση εξαρτημάτων εξωσκελετού
Τεχνικές Layup και Συμπιεστική Χύτευση
Η τοποθέτηση ξεκινά με φύλλα υφάσματος από ίνες. Τα τοποθετείτε σε ένα καλούπι, ένα στρώμα τη φορά. Η εποξειδική ρητίνη συγκρατεί τις ίνες μεταξύ τους. Για τη χύτευση με συμπίεση, τοποθετείτε την ίνα ανάμεσα σε δύο μισά του καλουπιού. Ένα υδραυλικό τραπέζι χύτευσης χρησιμοποιεί υψηλή πίεση και θερμότητα. Αυτό διαμορφώνει και σκληραίνει το εξάρτημα σε ένα βήμα. Η διαδικασία είναι αποτελεσματική, ακριβής σε μέγεθος και χαμηλού κόστους. Κατασκευάζει υψηλής ποιότητας τελικά εξαρτήματα με σταθερές ιδιότητες. Οι πλάκες πλαισίου και τα δομικά κελύφη λειτουργούν καλά με αυτήν τη μέθοδο. Ταιριάζει σε εξαρτήματα που χρειάζονται αντοχή σε μία κύρια κατεύθυνση.
Χύτευση με μεταφορά ρητίνης για εξαρτήματα υψηλής αντοχής
Η χύτευση με μεταφορά ρητίνης (RTM) χρησιμοποιεί διαφορετική διάταξη. Εξαρτάται από ένα άκαμπτο καλούπι δύο μερών. Το καλούπι περιέχει ενισχυτικές ίνες ή ένα προπλάσμα στο εσωτερικό του. Το μείγμα ρητίνης-καταλύτη λιώνει σε ένα θερμαινόμενο δοχείο μεταφοράς. Ένα έμβολο το ωθεί στην κοιλότητα του καλουπιού υπό πίεση. Η χαμηλή πίεση και η χαμηλή θερμοκρασία διατηρούν τη διαδικασία σταθερή σε όλη τη διάρκεια. Το καλούπι παραμένει κλειστό μέχρι να σκληρύνει πλήρως η ρητίνη. Μετά τη σκλήρυνση, αφαιρείτε το τελικό εξάρτημα. Υπάρχουν επίσης παραλλαγές όπως η έγχυση κενού και η RTM με υποβοήθηση κενού. Βασικές ρυθμίσεις όπως ο χρόνος θέρμανσης, η θερμοκρασία τήξης, η εφαρμοζόμενη δύναμη και ο χρόνος ψύξης χρειάζονται προσεκτικό έλεγχο. Η RTM είναι κατάλληλη για σύνθετα σχήματα που χρειάζονται ομοιόμορφο πάχος τοιχώματος και λίγα κενά.
Σιλικόνη χύτευση για εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης
Μανσέτες, επιθέματα και επενδύσεις επαφής με το σώμα
Τα μέρη που αγγίζουν το σώμα του χρήστη είναι συχνά κατασκευασμένα από σιλικόνη. Αυτό το υλικό είναι ελαφρύ και απαλό για το δέρμα. Οι μανσέτες τυλίγονται γύρω από τον μηρό ή το χέρι. Τα μαξιλαράκια αντισταθμίζουν τα σημεία πίεσης. Οι επενδύσεις τοποθετούνται ανάμεσα στο άκαμπτο πλαίσιο και το δέρμα του χρήστη. Η χύτευση με έγχυση υγρής σιλικόνης είναι η τυπική διαδικασία για αυτά τα μέρη. Το υλικό ρέει σε ένα θερμαινόμενο καλούπι και σκληραίνει σε ένα εύκαμπτο στερεό. Ένα καλοφτιαγμένο μέρος σιλικόνης δεν έχει ραφές ή αιχμηρές άκρες. Αυτό έχει σημασία για την άνεση για μεγάλα χρονικά διαστήματα.
Ελαφριές και φιλικές προς το δέρμα ιδιότητες
Η σιλικόνη έχει χαμηλή πυκνότητα. Βοηθά στη διατήρηση του ελαφρού βάρους ολόκληρης της συσκευής. Δεν ερεθίζει το δέρμα ούτε προκαλεί αλλεργικές αντιδράσεις. Η επιφάνεια παραμένει ανθεκτική στην πρόσφυση, αλλά αρκετά μαλακή για να αποτρέπει τις πληγές από κατακλίσεις. Ο καθαρισμός είναι εύκολος με σαπούνι και νερό ή ιατρικά απολυμαντικά. Αυτά τα χαρακτηριστικά καθιστούν τη σιλικόνη κορυφαία επιλογή για οποιαδήποτε επιφάνεια αγγίζει άμεσα τον χρήστη. Αξίζει να σημειωθεί ότι η σιλικόνη καταπολεμά επίσης την ανάπτυξη βακτηρίων.
Πότε να επιλέξετε σύνθετα υλικά ή σιλικόνη
Μείωση βάρους έναντι δομικής ακαμψίας
Τα σύνθετα υλικά κερδίζουν όταν χρειάζεστε ακαμψία με χαμηλό βάρος. Μια πλάκα πλαισίου από ανθρακονήματα ζυγίζει πολύ λιγότερο από μια πλάκα αλουμινίου στο ίδιο πάχος. Αλλά τα σύνθετα υλικά κοστίζουν περισσότερο στην κατασκευή τους. Η διαδικασία χύτευσης απαιτεί εργαλεία και εξειδικευμένους εργάτες. Η σιλικόνη κερδίζει όταν η ευελιξία έχει μεγαλύτερη σημασία από την ακαμψία. Επιλέξτε σύνθετα υλικά για φέρουσες κατασκευές. Επιλέξτε σιλικόνη για διεπαφές άνεσης.
Άνεση, Υγιεινή και Ανθεκτικότητα
Τα εξαρτήματα σιλικόνης είναι ανθεκτικά στον ιδρώτα, τα έλαια και τα βακτήρια. Μπορούν να σκουπιστούν ή να αποστειρωθούν. Τα σύνθετα εξαρτήματα καθαρίζονται πιο δύσκολα επειδή η επιφάνεια είναι πιο πορώδης. Για μακροχρόνια χρήση, η σιλικόνη παραμένει άνετη και υγιεινή. Τα σύνθετα εξαρτήματα διατηρούν τη δομή τους ισχυρή σε πολλούς κύκλους. Και τα δύο υλικά είναι σημαντικά για την κατασκευή σύγχρονων εξαρτημάτων εξωσκελετού αποκατάστασης. Από πρακτικής άποψης, η έξυπνη προσέγγιση είναι να χρησιμοποιείται το καθένα όπου λειτουργεί καλύτερα.
Ιδιότητες Υλικών Κρίσιμες για την Αποκατάσταση Εξωσκελετικών Εξαρτημάτων
Η επιλογή του σωστού υλικού για τα εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης δεν έχει να κάνει μόνο με την αντοχή. Αφορά την ασφάλεια, την άνεση και τη διάρκεια ζωής της συσκευής. Ένα πλαίσιο που δίνει την αίσθηση ότι είναι πολύ βαρύ θα κουράσει τον ασθενή. Μια περιχειρίδα που ερεθίζει το δέρμα θα αφαιρεθεί. Έτσι, οι ιδιότητες του υλικού που επιλέγετε επηρεάζουν το πώς αισθάνεται ο χρήστης.
Βιοσυμβατότητα και ασφάλεια του δέρματος σε εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης
Απαιτήσεις ISO 10993 και Κυτταροτοξικότητας
Οποιοδήποτε υλικό έρχεται σε επαφή με το δέρμα πρέπει να υποβάλλεται σε αυστηρές δοκιμές ασφαλείας. Το πρότυπο ISO 10993-5:2009, Μέρος 5, παρέχει τους κανόνες για τις δοκιμές κυτταροτοξικότητας in vitro. Αυτή η δοκιμή ελέγχει εάν ένα υλικό σκοτώνει τα κύτταρα. Σε μια μελέτη σε υλικό που έρχεται σε επαφή με το δέρμα, παρασκευάστηκαν εκχυλίσματα με εμβάπτιση του υλικού σε μέσο χωρίς ορό σε διάφορες συγκεντρώσεις για 72 ώρες. Τα εκχυλίσματα στη συνέχεια διηθήθηκαν πριν προστεθούν σε κυτταροκαλλιέργειες. Το εύρος συγκέντρωσης επιλέχθηκε για να αποφευχθούν προβλήματα από το πάχος που θα μπορούσαν να επηρεάσουν το σχήμα, την κίνηση και τη λειτουργία των κυττάρων. Αυτού του είδους οι δοκιμές αποδεικνύουν ότι ένα υλικό δεν θα βλάψει τον χρήστη.
Η κατάλληλη ανάλυση και οι μη κλινικές δοκιμές (όπως αυτές που περιγράφονται στις εκδόσεις των προτύπων ANSI/AAMI/ISO 10993-1, «Βιολογική Αξιολόγηση Ιατρικών Συσκευών—Μέρος 1: Αξιολόγηση και Δοκιμές σε μια Διαδικασία Διαχείρισης Κινδύνου», ANSI/AAMI/ISO 10993-5, «Βιολογική Αξιολόγηση Ιατρικών Συσκευών—Μέρος 5: Δοκιμές για Κυτταροτοξικότητα In Vitro» και ANSI/AAMI/ISO 10993-10, «Βιολογική Αξιολόγηση Ιατρικών Συσκευών—Μέρος 10: Δοκιμές για Ερεθισμό και Ευαισθητοποίηση του Δέρματος») πρέπει να επικυρώνουν ότι τα εξαρτήματα της συσκευής που έρχονται σε επαφή με το δέρμα είναι βιοσυμβατά.
Επιλογές υποαλλεργικών και μη τοξικών υλικών
Μερικοί άνθρωποι αντιδρούν άσχημα σε ορισμένα μέταλλα. Το νικέλιο είναι μια κοινή αιτία. Γι' αυτό το λόγο, ο ανοξείδωτος χάλυβας ιατρικής ποιότητας 316L και το τιτάνιο είναι ασφαλέστερες επιλογές για εξαρτήματα που έρχονται σε επαφή με το σώμα. Η σιλικόνη λειτουργεί επίσης καλά επειδή δεν προκαλεί αλλεργικές αντιδράσεις. Παραμένει απαλή και ανθεκτική. Για οποιαδήποτε επιφάνεια που έρχεται σε επαφή με το δέρμα, ελέγξτε το πιστοποιητικό υλικού. Θα πρέπει να επιβεβαιώνει ότι το κράμα ή το πολυμερές πληροί τα πρότυπα βιοσυμβατότητας.
Αντοχή και αντοχή στην κόπωση σε εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης
Όριο διαρροής και ικανότητα φέρουσας ικανότητας
Το όριο διαρροής σας λέει πόσο φορτίο μπορεί να αντέξει ένα εξάρτημα πριν λυγίσει οριστικά. Το κράμα αλουμινίου 6061-T6 έχει όριο διαρροής 310 MPa. Αυτό χειρίζεται καλά τα εξαρτήματα χαμηλού φορτίου και τις δευτερεύουσες δομές. Το τιτάνιο βαθμού 5 πιέζει πολύ υψηλότερα. Ταιριάζει σε συνδέσεις και βραχίονες που φέρουν το πλήρες βάρος του χρήστη. Ο ανοξείδωτος χάλυβας 316L τοποθετείται ενδιάμεσα. Αντέχει στη φθορά και χειρίζεται την αποστείρωση. Η διαδρομή φορτίου μέσω της συσκευής αποφασίζει ποιο υλικό πηγαίνει πού.
Κυκλική φόρτωση και μακροπρόθεσμη ανθεκτικότητα
Οι εξωσκελετοί κινούνται μαζί με τον χρήστη. Κάθε βήμα, κάθε άγγιγμα, κάθε λαβή προσθέτει έναν κύκλο φόρτισης. Σε χιλιάδες κύκλους, μικρές καταπονήσεις μπορούν να προκαλέσουν ρωγμές σε ένα εξάρτημα. Αυτό ονομάζεται κόπωση. Υλικά με υψηλή αντοχή στην κόπωση διαρκούν περισσότερο. Το τιτάνιο και ο ανοξείδωτος χάλυβας λειτουργούν καλά υπό επαναλαμβανόμενες καταπονήσεις. Πολυμερή όπως το PEEK αντέχουν επίσης, αλλά έχουν όρια. Οι σχεδιαστές θα πρέπει να δοκιμάζουν πρωτότυπα σε πραγματικούς κύκλους. Ένα εξάρτημα που επιβιώνει στο εργαστήριο μπορεί να παρουσιάσει βλάβη στην καθημερινή χρήση.
Βάρος και άνεση σε εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης
Συγκρίσεις πυκνότητας μεταξύ μετάλλων και πολυμερών
Το βάρος έχει μεγάλη σημασία για τις φορητές συσκευές. Ένα βαρύ πλαίσιο κουράζει γρήγορα τον ασθενή. Η πυκνότητα είναι ο βασικός αριθμός εδώ. Χαμηλότερη πυκνότητα σημαίνει μικρότερο βάρος για τον ίδιο όγκο. Ο παρακάτω πίνακας συγκρίνει τα κοινά υλικά.
| Υλικα | Ισχύς διαρροής (MPa) | Αντίσταση στην κόπωση |
| Αλουμίνιο 6061-T6 | 310 | Μέτρια |
| Τιτάνιο Ti-6Al-4V | Ψηλά | Ψηλά |
| Ανοξείδωτο ατσάλι 316L | Μέτρια | Ψηλά |
| PEEK | Μέτρια | Μέτρια |
| Nylon PA12 | 48 | Χαμηλός |
| Σιλικόνη | δεν ισχύει | Χαμηλός |
Το κράμα αλουμινίου προσφέρει υψηλή αναλογία αντοχής προς βάρος σε χαμηλό κόστος. Το τιτάνιο κοστίζει περισσότερο, αλλά εξοικονομεί βάρος ενώ παράλληλα προσθέτει αντοχή. Το PEEK και το νάιλον είναι πολύ ελαφρύτερα από τα μέταλλα. Είναι κατάλληλα για καλύμματα και μη δομικά μέρη. Η σιλικόνη παραμένει απαλή και ελαφριά για μανσέτες και μαξιλαράκια.
Εξισορρόπηση της ακαμψίας με την άνεση του χρήστη
Η ακαμψία διατηρεί τη συσκευή ευθυγραμμισμένη. Η υπερβολική ακαμψία δίνει την αίσθηση άκαμπτης και άβολης. Η πολύ μικρή ακαμψία επιτρέπει στα εξαρτήματα να κάμπτονται και να βγαίνουν εκτός γραμμής. Στόχος είναι η ισορροπία. Χρησιμοποιήστε άκαμπτα υλικά στις αρθρώσεις και στο πλαίσιο. Χρησιμοποιήστε μαλακά υλικά στα σημεία επαφής. Αυτός ο συνδυασμός διατηρεί τη συσκευή σταθερή χωρίς να χάνει την άνεση. Η επιλογή υλικών εδώ δεν αφορά μία τέλεια επιλογή. Πρόκειται για τον συνδυασμό των σωστών ιδιοτήτων για κάθε εξάρτημα. Από πρακτικής άποψης, αυτός ο συνδυασμός είναι που κάνει έναν εξωσκελετό αποκατάστασης να μοιάζει με εργαλείο αντί για βάρος.
Μελέτες περιπτώσεων εξαρτημάτων εξωσκελετού ρομπότ
Στέγαση άρθρωσης για εξωσκληρυντικό τμήμα αποκατάστασης κάτω άκρων
Σκεπτικό επιλογής διαδικασίας και υλικού
Μια συσκευή κάτω άκρων χρειάζεται ένα περίβλημα άρθρωσης ισχίου που να συγκρατεί όλο το βάρος του χρήστη κατά το περπάτημα. Η ομάδα σχεδιασμού επέλεξε κράμα αλουμινίου 7075 για αυτό το εξάρτημα. Αυτό το υλικό έχει εξαιρετική αναλογία αντοχής προς βάρος και είναι γρήγορο στην κατεργασία. Το περίβλημα έχει οπές ρουλεμάν που πρέπει να παραμένουν εντός 0.1 mm για να διατηρείται η ομαλή κίνηση. Η κατεργασία CNC πέντε αξόνων ήταν η σαφής επιλογή εδώ. Κόβει όλες τις επιφάνειες σε μία διάταξη, έτσι ώστε το εξάρτημα να παραμένει ακριβές. Τα περιβλήματα κινητήρων άρθρωσης ισχίου χρησιμοποιούν συχνά την ίδια προσέγγιση.
Αποτελέσματα Απόδοσης και Παραγωγής
Το τελικό περίβλημα πέρασε με επιτυχία δοκιμές κόπωσης υπό χιλιάδες κύκλους φόρτισης. Το βάρος του εξαρτήματος μειώθηκε σε σύγκριση με μια προηγούμενη έκδοση χάλυβα. Οι κύκλοι παραγωγής παρέμειναν επαναλήψιμοι, με κάθε μονάδα να ταιριάζει με την πρώτη. Αυτή η περίπτωση δείχνει πώς η επιλογή υλικού και η επιλογή διαδικασίας συνεργάζονται για την αποκατάσταση εξαρτημάτων εξωσκελετού.
Βάση αισθητήρα για εξωσκληρυντικό τμήμα αποκατάστασης άνω άκρου
Περιορισμοί Σχεδιασμού και Μέθοδος Κατασκευής
Μια συσκευή άνω άκρου χρειαζόταν μια βάση για να συγκρατεί έναν αισθητήρα ροπής κοντά στον αγκώνα. Η βάση έπρεπε να ταιριάζει σε στενό χώρο και να διατηρεί τον αισθητήρα ευθυγραμμισμένο εντός ±0.01 mm. Χρειαζόταν επίσης ενσωματωμένη δρομολόγηση καλωδίων. Το τριαξονικό CNC ήταν αρκετό εδώ, επειδή το εξάρτημα είχε επίπεδες επιφάνειες και απλές οπές. Η έλλειψη πολύπλοκων καμπυλών σήμαινε ότι δεν χρειαζόταν εργασία σε πέντε άξονες.
Προκλήσεις Επιλογής Υλικών και Ενσωμάτωσης
Η ομάδα επέλεξε ανοξείδωτο ατσάλι 316L για την αντοχή του στη φθορά και τον εύκολο καθαρισμό. Αυτό το υλικό αντέχει καλά στην αποστείρωση. Η κύρια πρόκληση ήταν η ενσωμάτωση του αισθητήρα χωρίς να προσθέτει όγκο. Ο τελικός σχεδιασμός χρησιμοποίησε μια λεπτή πλάκα με προεξοχές στήριξης. Ταίριαζε τέλεια και διατηρούσε σταθερές τις μετρήσεις.
Προσαρμοσμένη περιχειρίδα για εξωσκληρυντικό τμήμα παιδιατρικής αποκατάστασης
Απαιτήσεις ανά ασθενή και τρισδιάστατη εκτύπωση
Τα παιδιά μεγαλώνουν γρήγορα, επομένως μια τυπική περιχειρίδα σπάνια ταιριάζει για πολύ. Η ομάδα χρησιμοποίησε τρισδιάστατη εκτύπωση για να κατασκευάσει περιχειρίδες απευθείας από δεδομένα σάρωσης. Το νάιλον PA12 λειτούργησε καλά για αυτήν την εφαρμογή. Είναι ελαφρύ, ανθεκτικό και αρκετά εύκαμπτο για άνεση. Κάθε περιχειρίδα ταίριαζε ακριβώς στο σχήμα του άκρου του παιδιού.
Επικύρωση βιοσυμβατότητας και άνεσης
Η περιχειρίδα πέρασε με επιτυχία τον έλεγχο κυτταροτοξικότητας ISO 10993. Η επένδυση σιλικόνης πρόσθεσε απαλότητα στα σημεία πίεσης. Οι γονείς δεν ανέφεραν ερεθισμό του δέρματος μετά από εβδομάδες χρήσης. Αυτή η περίπτωση αποδεικνύει ότι η κατασκευή μπορεί να προσαρμοστεί σε κάθε ασθενή όταν η διαδικασία ταιριάζει στις ανάγκες.
Κανονιστικά και ποιοτικά πρότυπα για εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης
Οι κανόνες διαμορφώνουν τον τρόπο με τον οποίο κατασκευάζετε εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης. Αυτοί καθορίζουν επίσης σε ποιες αγορές μπορείτε να πουλήσετε. Δύο μεγάλα πλαίσια έχουν τη μεγαλύτερη σημασία. Το ένα προέρχεται από τον FDA και το άλλο προέρχεται από την Ευρωπαϊκή Ένωση.
Πρότυπα ιατρικών συσκευών για εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης
ISO 13485 και Συστήματα Διαχείρισης Ποιότητας
Το πρότυπο ISO 13485 ορίζει τους κανόνες διαχείρισης ποιότητας για τα ιατροτεχνολογικά προϊόντα. Καλύπτει τον σχεδιασμό, την παραγωγή και τα βήματα που λαμβάνονται μετά την πώληση του προϊόντος. Το πρότυπο EU MDR παραπέμπει σε αυτό το πρότυπο μέσω των παραρτημάτων αξιολόγησης συμμόρφωσης. Ωστόσο, η κατοχή της πιστοποίησης ISO 13485 από μόνη της δεν πληροί το πρότυπο MDR. Εξακολουθείτε να χρειάζεστε έγγραφα που αφορούν συγκεκριμένα το προϊόν σας.
Κανονισμός Συστήματος Ποιότητας του FDA και Απαιτήσεις MDR της ΕΕ
Ο FDA ονομάζει τον Κανονισμό Συστήματος Διαχείρισης Ποιότητας. Οι πρόσφατες ενημερώσεις τον έφεραν πιο κοντά στο πρότυπο ISO 13485. Αυτό μετατρέπεται στον Κανονισμό Συστήματος Διαχείρισης Ποιότητας (QMSR). Ο παρακάτω πίνακας δείχνει πώς διαφέρουν τα δύο πλαίσια.
| Διάσταση | FDA QMSR | MDR της ΕΕ |
| Ρυθμιστική φιλοσοφία | Σύστημα ποιότητας που εστιάζει στις διαδικασίες παραγωγής | Πλήρης ρύθμιση προϊόντων σε όλο τον κύκλο ζωής της συσκευής |
| Ευθυγράμμιση συστήματος ποιότητας | Ευθυγραμμισμένο με το πρότυπο ISO 13485, καθώς και με τους ειδικούς κανόνες του FDA | Αναφέρεται στο ISO 13485, αλλά χρειάζεται περισσότερη τεκμηρίωση προϊόντος |
| Κλινικά στοιχεία | Ποικίλλει ανάλογα με την οδό (PMA έναντι 510(k)) | Απαιτεί δομημένη κλινική αξιολόγηση |
| Σύστημα UDI | FDA UDI με δική του βάση δεδομένων | UDI στην EUDAMED, ξεχωριστά από τον FDA |
| Επιτήρηση μετά την αγορά | Λιγότερο περιοριστικό | Σαφείς PSUR, PMCF και συνεχής επιτήρηση |
| Διαδρομή εξουσιοδότησης | 510(k) Έγκριση ή Έγκριση PMA | Αναθεώρηση Κοινοποιημένου Οργανισμού και Σήμανση CE |
Οι συσκευές MDR Κλάσης III είναι περίπου οι ίδιες με τις συσκευές FDA Κλάσης III ή τις νέες συσκευές Κλάσης II που χρειάζονται PMA. Οι συσκευές MDR Κλάσης IIa και IIb αντιστοιχούν σε συσκευές μέτριου κινδύνου FDA Κλάσης II που εγκρίνονται μέσω του 510(k).
Πιστοποιήσεις υλικών και διαδικασιών για εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης
ISO 9001 και Συνεπής Παραγωγή
Το πρότυπο ISO 9001 βοηθά τα χυτευμένα και τα κατεργασμένα εξαρτήματα να βγαίνουν τα ίδια κάθε φορά. Πριν από τη δειγματοληψία, μια επιθεώρηση του καλουπιού πριν από την παραγωγή ελέγχει ότι τα εργαλεία είναι ακριβή. Η παρακολούθηση κατά τη διάρκεια της διαδικασίας διατηρεί τη θερμοκρασία, την πίεση και τους χρόνους κύκλου εντός των καθορισμένων ορίων. Η τελική επιθεώρηση επιβεβαιώνει τις διαστάσεις και την εμφάνιση του εξαρτήματος. Οι πιστοποιήσεις υλικών και τα αρχεία επιθεώρησης υποστηρίζουν την ιχνηλασιμότητα. Αυτός ο κλάδος βελτιώνει την ποιότητα των εξαρτημάτων ιατρικών ρομπότ σε κάθε εκτέλεση.
Με βάση τις πιστοποιήσεις ISO 9001 και IATF 16949, τα ρομποτικά προϊόντα δοκιμάζονται αυστηρά, με ενσωματωμένους ελέγχους ποιότητας στη διαδικασία παραγωγής, ώστε να διασφαλίζεται ότι τα τελικά συγκροτήματα αντέχουν στις φυσικές απαιτήσεις και πληρούν αυστηρές προδιαγραφές.
Πρότυπα βιοσυμβατότητας και αποστείρωσης
Τα μέρη που έρχονται σε επαφή με το δέρμα πρέπει να περάσουν από δοκιμές ISO 10993. Οι δοκιμές κυτταροτοξικότητας, ερεθισμού και ευαισθητοποίησης αποδεικνύουν ότι είναι ασφαλή. Οι μέθοδοι αποστείρωσης διαφέρουν για κάθε υλικό. Ορισμένα πλαστικά μπορούν να αντέξουν τη θερμότητα του αυτόκλειστου. Άλλα χρειάζονται οξείδιο του αιθυλενίου ή ακτινοβολία γάμμα. Το υλικό που επιλέγετε και η μέθοδος αποστείρωσης πρέπει να συμβαδίζουν. Αυτή η βιοσυμβατότητα και η ανοχή στην αποστείρωση διατηρούν τους ασθενείς ασφαλείς.
Τεκμηρίωση και Ιχνηλασιμότητα για Εξαρτήματα Εξωσκελετού Αποκατάστασης
Κύρια αρχεία συσκευών και αρχεία παρτίδας
Κάθε εξάρτημα εξωσκελετού αποκατάστασης χρειάζεται ένα κύριο αρχείο συσκευής. Αυτό περιέχει προδιαγραφές σχεδιασμού, σχέδια και βήματα διεργασίας. Τα αρχεία παρτίδας παρακολουθούν τι συνέβη κατά την κατασκευή. Αυτά τα αρχεία αποδεικνύουν ότι κάθε μονάδα πληροί τις προδιαγραφές της.
Πιστοποιητικά Υλικών και Επικύρωση Διαδικασίας
Τα πιστοποιητικά υλικών επιβεβαιώνουν την ποιότητα του κράματος ή του πολυμερούς. Η επικύρωση της διαδικασίας δείχνει ότι η μέθοδος λειτουργεί κάθε φορά. Ο ακριβής έλεγχος κλείνει τον κύκλο. Εντοπίζει την απόκλιση πριν από την αποστολή ελαττωματικών εξαρτημάτων. Από πρακτικής άποψης, η ισχυρή τεκμηρίωση προστατεύει τόσο τον ασθενή όσο και τον κατασκευαστή.
NOBLE: Αποκατάσταση Κατασκευής Εξαρτημάτων Εξωσκελετού από το Σχεδιασμό έως τη Συναρμολόγηση
Η NOBLE εργάζεται με μεταλλικά και πλαστικά μέρη για εξαρτήματα εξωσκελετών. Η εταιρεία εφαρμόζει όλες τις μεθόδους που συζητήσαμε σε αυτό το άρθρο. Η κατεργασία CNC, η τρισδιάστατη εκτύπωση, η χύτευση με έγχυση και η λαμαρίνα συμβαίνουν όλα κάτω από την ίδια στέγη. Οι περισσότεροι εξωσκελετοί αναμειγνύουν υλικά. Τα ισχυρά μέταλλα χρησιμοποιούνται στις ενώσεις και τα πλαίσια. Τα πλαστικά και η σιλικόνη καλύπτουν τα υπόλοιπα. Η ύπαρξη ενός συνεργάτη μειώνει τις μεταβιβάσεις μεταξύ διαφορετικών προμηθευτών.
Εξειδίκευση στην επεξεργασία μετάλλων και πλαστικών
CNC μηχανουργική κατεργασία, τρισδιάστατη εκτύπωση, χύτευση με έγχυση και λαμαρίνα
Η NOBLE εκτελεί και τους τέσσερις τύπους διαδικασιών. Τα μηχανήματα CNC κόβουν περιβλήματα αρθρώσεων με πολύ περιορισμένες ανοχές. Οι διατάξεις πέντε αξόνων χειρίζονται σύνθετες καμπύλες σε μέρη ισχίου και γόνατος. Το τμήμα CNC εργάζεται όλο το εικοσιτετράωρο για επαναλαμβανόμενες παραγγελίες. Οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές κατασκευάζουν προσαρμοσμένες περιχειρίδες από δεδομένα σάρωσης ασθενών. Η χύτευση με έγχυση κατασκευάζει καλύμματα σε μεγάλες ποσότητες. Η κατασκευή λαμαρίνας κάμπτει τις πλάκες πλαισίου σε ώρες για πρωτότυπα.
Επιλογή Υλικών και Βελτιστοποίηση Διαδικασιών
Το σωστό υλικό εξαρτάται από το τι κάνει το εξάρτημα. Οι φέρουσες αρθρώσεις χρειάζονται ισχυρά μέταλλα όπως τιτάνιο ή αλουμίνιο. Οι μανσέτες χρειάζονται μαλακή σιλικόνη ή νάιλον. Τα πλαστικά καλύμματα λειτουργούν καλά με ABS ή PC. Κανένα υλικό δεν είναι κατάλληλο για όλα. Η ομάδα της NOBLE βοηθά στην επιλογή του καλύτερου συνδυασμού. Συνδυάζουν το σωστό υλικό με τη σωστή διαδικασία για κάθε εξάρτημα. Αυτός ο συνδυασμός διατηρεί την ποιότητα υψηλή και το κόστος παραγωγής χαμηλό. Ένα εξάρτημα που χρειάζεται σφιχτές οπές πηγαίνει σε ένα κέντρο CNC για εργασία ακριβείας.
Πιστοποιήσεις και Διασφάλιση Ποιότητας
ISO 9001 και ISO 13485
Η Norman Noble κατέχει πιστοποίηση ISO 13485, διατηρώντας το πρότυπο εδώ και πολλά χρόνια.
Η NOBLE ακολουθεί επίσης το πρότυπο ISO 9001. Αυτό το πρότυπο διασφαλίζει ότι τα ανταλλακτικά παραμένουν τα ίδια σε κάθε εκτέλεση. Κάθε διαδικασία ακολουθεί γραπτά βήματα. Κάθε βάρδια χρησιμοποιεί τις ίδιες ρυθμίσεις. Μαζί με την πιστοποίηση ISO 13485, αυτά τα πρότυπα δίνουν στους πελάτες εμπιστοσύνη σε κάθε παρτίδα που παραλαμβάνουν.
Πλήρης Ιχνηλασιμότητα και Επιθεώρηση
Κάθε παρτίδα καταγράφεται από την αρχή μέχρι το τέλος. Τα πιστοποιητικά υλικών επιβεβαιώνουν την ποιότητα του κράματος ή του πολυμερούς. Η επιθεώρηση καταγράφει τις διαστάσεις και το φινίρισμα της επιφάνειας. Εάν κάποιο μέγεθος δεν πληροί τις προδιαγραφές, τα αρχεία δείχνουν πότε και γιατί. Αυτό το επίπεδο λεπτομέρειας βοηθά στους ελέγχους χωρίς επιπλέον εργασία.
Ολοκληρωμένες Υπηρεσίες για Εξαρτήματα Εξωσκελετών Αποκατάστασης
Σχεδιασμός, Πρωτότυπα, Παραγωγή και Συναρμολόγηση
Η NOBLE χειρίζεται ολόκληρη την αλυσίδα για την αποκατάσταση εξωσκελετικών εξαρτημάτων. Οι ομάδες σχεδιασμού διευκολύνουν την κατασκευή εξαρτημάτων με την επιλεγμένη διαδικασία. Οι δοκιμές πρωτοτύπων προσαρμόζονται πριν από την έναρξη της παραγωγής. Η παραγωγή κλιμακώνεται σε όποιον όγκο χρειάζεστε. Η συναρμολόγηση συνδυάζει τα πάντα σε ολοκληρωμένες συσκευές.
Συνεργασία από την ιδέα έως την ολοκλήρωση της συσκευής
Η έγκαιρη συμμετοχή κάνει μεγάλη διαφορά στον σχεδιασμό και την κατασκευή εξωσκελετών. Η ομάδα της NOBLE παρέχει συμβουλές σχετικά με τις επιλογές υλικών, την επιλογή διαδικασίας και τον σχεδιασμό για την κατασκευή. Αυτό μειώνει τους χρόνους παράδοσης και μειώνει την επανεπεξεργασία. Το αποτέλεσμα είναι μια ομαλότερη διαδρομή από την ιδέα έως την τελική συσκευή.
Οι πέντε οικογένειες διαδικασιών που καλύπτονται - κατεργασία ακριβείας CNC, τρισδιάστατη εκτύπωση, χύτευση με έγχυση, κατασκευή λαμαρίνας και χύτευση σύνθετων υλικών ή σιλικόνης - λειτουργούν καλύτερα για διαφορετικά εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης. Το κράμα αλουμινίου είναι καλό για σκελετούς όταν το βάρος έχει σημασία. Ο ανοξείδωτος χάλυβας χειρίζεται τις αρθρώσεις υψηλού φορτίου και αντιστέκεται καλά στη σκουριά. Είναι μια ισχυρή επιλογή κοντά στο σώμα. Το κράμα αλουμινίου ταιριάζει σε δευτερεύοντα εξαρτήματα όπου η εξοικονόμηση βάρους μετράει. Επιλέξτε τη διαδικασία σας με βάση την απαιτούμενη ακρίβεια και τον αριθμό των εξαρτημάτων που κατασκευάζετε. Το CNC προσφέρει αυστηρές ανοχές και επαναλήψιμα αποτελέσματα για σύνθετα εξαρτήματα. Ένας καλός συνεργάτης κατασκευής έχει πιστοποίηση ISO 13485 και χειρίζεται τα πάντα, από το σχεδιασμό έως τη συναρμολόγηση. Η ποιοτική κατασκευή διατηρεί κάθε παρτίδα ιχνηλάσιμη. Στο μέλλον, νέες μέθοδοι θα κάνουν τα εξαρτήματα εξωσκελετού ελαφρύτερα, ασφαλέστερα και πιο προσαρμοσμένα στις ανάγκες κάθε ασθενούς.
Συχνές ερωτήσεις σχετικά με τα εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης
Ποια μέθοδο κατασκευής πρέπει να επιλέξω για την αποκατάσταση εξαρτημάτων εξωσκελετού;
Εξαρτάται από το σχήμα του εξαρτήματος, την ακρίβεια που πρέπει να έχει και τον αριθμό των εξαρτημάτων που χρειάζεστε. Η τεχνολογία CNC λειτουργεί καλά για μεταλλικές συνδέσεις που απαιτούν μικρές ανοχές. Η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι καλή για προσαρμοσμένες μανσέτες και πρώιμα μοντέλα. Η χύτευση με έγχυση είναι η καλύτερη επιλογή για την κατασκευή πολλών πλαστικών καλυμμάτων ταυτόχρονα. Η λαμαρίνα λειτουργεί για επίπεδες πλάκες πλαισίου. Επιλέξτε τη μέθοδο που ταιριάζει στις ανάγκες σας.
Ποια υλικά είναι ασφαλή για εξαρτήματα εξωσκελετού που έρχονται σε επαφή με το δέρμα;
Η σιλικόνη είναι η καλύτερη επιλογή για περιχειρίδες και επιθέματα. Παραμένει απαλή, καταπολεμά τα βακτήρια και περνάει τις δοκιμές ISO 10993. Ο ιατρικός ανοξείδωτος χάλυβας 316L και το τιτάνιο είναι επίσης ασφαλή κοντά στο δέρμα. Μείνετε μακριά από υλικά που περιέχουν νικέλιο.
Πώς συγκρίνονται η κατεργασία CNC και η τρισδιάστατη εκτύπωση για τις αρθρώσεις εξωσκελετού;
Το CNC μπορεί να φτάσει σε ανοχές ±0.005 mm σε συνδέσεις τιτανίου ή αλουμινίου. Είναι η κορυφαία επιλογή για εξαρτήματα παραγωγής που είναι έτοιμα προς χρήση. Η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι η καλύτερη επιλογή για πρώιμα μοντέλα και μανσέτες προσαρμοσμένης εφαρμογής, όχι για συνδέσεις που φέρουν φορτίο και χρειάζονται αυστηρές ανοχές.
Ποια κανονιστικά πρότυπα ισχύουν για τα εξαρτήματα εξωσκελετού αποκατάστασης;
Το πρότυπο ISO 13485 καλύπτει τη διαχείριση ποιότητας. Ισχύουν οι κανονισμοί συστήματος ποιότητας του FDA ή οι κανόνες MDR της ΕΕ ανάλογα με τον τόπο πώλησης. Τα εξαρτήματα που έρχονται σε επαφή με το δέρμα πρέπει να περάσουν τις δοκιμές βιοσυμβατότητας ISO 10993.
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε διαφορετικά υλικά σε μία συσκευή εξωσκελετού;
Ναι. Ένα συνηθισμένο μείγμα συνδυάζει πλαίσια αλουμινίου με συνδέσεις από τιτάνιο ή ανοξείδωτο χάλυβα. Αυτό εξοικονομεί βάρος όπου το φορτίο είναι χαμηλό και προσθέτει αντοχή όπου συσσωρεύεται τάση.
Πότε έχει νόημα η χύτευση με έγχυση για εξαρτήματα εξωσκελετού;
Η χύτευση με έγχυση εξοικονομεί χρήματα όταν χρειάζεστε χιλιάδες πανομοιότυπα πλαστικά μέρη. Λειτουργεί καλά για καλύμματα, περιβλήματα, κλιπ καλωδίων και συνδετήρες.
Ποιες επιφανειακές επεξεργασίες βοηθούν τα μέρη του εξωσκελετού να διαρκούν περισσότερο;
Τα εξαρτήματα αλουμινίου υφίστανται έντονη ανοδίωση ή οξείδωση με μικροτόξο. Ο ανοξείδωτος χάλυβας υφίσταται ηλεκτροστίλβωση. Αυτές οι επιστρώσεις καταπολεμούν τη φθορά, τη σκουριά και τα χημικά καθαρισμού.
Είναι καλύτερο το νάιλον ή η σιλικόνη για προσαρμοσμένες εξωσκελετικές μανσέτες;
Η σιλικόνη είναι πιο απαλή και ήπια με το δέρμα για μανσέτες που έρχονται σε επαφή με το σώμα. Το νάιλον PA12 είναι πιο ανθεκτικό και κατάλληλο για δομικά μέρη που χρειάζονται λίγη ευελιξία. Επιλέξτε σιλικόνη για άνεση και νάιλον για αντοχή.
