Exoeskeleto medikoen piezak diseinatzeak pisua, iraunkortasuna eta segurtasun medikoa orekatzea esan nahi du. Ingeniariek benetako erronkei aurre egin behar diete. Zaila da erabiltzaile batek zenbat gihar-laguntza behar duen neurtzea. Elektromiografiak gihar-talde handietan bakarrik funtzionatzen du. Orkatila bezalako norabide anitzeko artikulazioek gauzak konplexuagoak egiten dituzte. Energia-iturriak, pisu-helburuak eta erabiltzailearen erosotasuna ere garrantzitsuak dira. Beraz, zeintzuk dira egitura-pieza nagusiak? Zein material eta metodo funtzionatzen dute hobekien? Nola igarotzen zara ideiatik produktura? Gida honek exoeskeleto medikoen piezak aurkitzen, materialak aukeratzen, egiten eta bazkideak aukeratzen lagunduko dizu pausoz pauso. Exoeskeleto medikoak eraikitzen dituzten ingeniarientzako gida praktikoa da.
Exoeskeletoaren osagai ezinbestekoak medikuntzako exoeskeletoaren piezetarako
Exoeskeleto orok sistema nagusi batzuk behar ditu funtzionatzeko. Markoak pisua eta indarra eusten ditu. Artikulazioek piezak mugitzen uzten dituzte. Giza-makina interfazeak gailua erabiltzen duen pertsonarekin konektatzen du. Exoeskeleto mediko honen piezak ondo lortzeak erabakitzen du gailuak erabiltzaileari laguntzen dion edo kalte egiten dion. Exoeskeleto mediko honen piezak ulertzea da diseinu on bat egiteko lehen zatia.
Markoak eta txasisak
Karga-eramailearen rola
Markoak indarrak lurretik gora bidaltzen ditu hanketan zehar eta erabiltzailearen gorputzera. Markoaren materialek 3.0 g/cm³-tik beherako dentsitatea izan behar dute. 500 MPa-tik gorako trakzio-erresistentzia izan behar dute. Milioi bat karga-ziklo baino gehiago iraun behar dute nekeagatik hautsi gabe. Segurtasunagatik, materialek biobateragarritasuna behar dute ISO 10993 arauaren arabera. -20 °C-tik 60 °C-ra bitarteko inguruneetan ere ondo funtzionatu behar dute. Fabrikazioa eskalatzeko erraza izan behar da bai prototipoetarako bai ekoizpen-serie handietarako.
Marko Diseinu Tipikoak
Marko gehienek hodi hutsak edo sare formak erabiltzen dituzte pisua murrizteko. Material nagusien artean, aluminio 7075, titanioa eta karbono-zuntzezko konpositeak daude. Karbono-zuntza askotan agertzen da hanka-euskarrietan, bularreko euskarrietan eta beso elektrikoen piezetan. Patente batek bizkarrezur-muineko lesioa duten pazienteentzako karbono-zuntzezko marko bat erakusten du. Sandwich-egitura bat erabiltzen du 3 ardatzeko fresaketarekin, exoeskeleto mediko erregulagarri eta arinetarako. Beste patente batek 20 GPa-tik gorako Young-en modulua duen marko ez-metaliko bat hartzen du barne. Neurokirurgiarako erabilerarako autoklabean esterilizatzeko gai da.
Diseinu modular hauek paziente bakoitzerako egindako errehabilitazio-gailuak onartzen dituzte. Piezak erabiltzaile bakoitzera egokitzeko doi ditzakezu. Marko modular batek ortesi pertsonalizatu baten oinarri gisa ere balio du. Diseinatzaileek 3D inprimaketa erabiltzen dute marko-prototipoetarako eta euskarri pertsonalizatuetarako, ekoizpen-tresnetara igaro aurretik.
Junturak eta eragingailuak
Biraketa eta Aktuazio Lineala
Junturek markoaren piezak lotzen dituzte eta mugimendu kontrolatua ahalbidetzen dute. Aktuadore birakariek aldakan, belaunean eta orkatiletan biraketa kudeatzen dute. Aktuadore linealek mugimendu zuzena kudeatzen dute altuera doitzeko edo beste zeregin lineal batzuk egiteko. Aktuadore birakari on batek 10 Nm-ko momentua ematen du 100 RPM-tan. Aukera egokiak funtzionamendu-abiadura % 30eraino handitu dezake. Aktuadore, motor eta potentzia-transmisio sistema hauek exoeskeleto aktibo osoa gidatzen dute.
Potentzia eta atzeranzko gidatzeko gaitasuna
Atzeranzko mugitzeko gaitasunak adierazten du zein erraz mugi dezakezun atzerantz eragingailua korrontea itzalita dagoenean. Atzeranzko mugitzeko gaitasun handia oso garrantzitsua da pazientearen segurtasunerako. Korrontea mozten bada, juntura libreki mugitu behar da erabiltzailea lekuan trabatuta gera ez dadin. Atzeranzko mugitzeko momentu estatikoak 0.4 eta 2 Nm artekoa izan behar du. Kontrol-banda-zabalera 62 eta 73 Hz artekoa izan behar da. Errehabilitazio medikoko unitateek zero cogging momentua eta 50 dB azpiko zarata baxua behar dute.
Talde askok 3D inprimatzen dituzte aktuadoreen karkasak prototipoen hasierako fasean. Horri esker, doikuntza eta muntaketa puntuak azkar probatu ditzakete metalezko piezetara igaro aurretik.
Giza-Makina Interfazeak
Eskumuturrak eta kontaktu puntuak
HMIa da exoeskeletoak erabiltzailearekin kontaktuan jartzen den tokia. Eskumuturrek eta kontaktu puntuek betegarria behar dute indarrak sorbalden, bizkarrean, aldaken eta hanken artean banatzeko. Forma ergonomikoek presio puntuak saihesten dituzte erabilera luzean. Exoeskeleto medikoen pieza hauek askotan pertsona bakoitzarentzako pertsonalizazioa behar dute. 3Dn inprima ditzakezu eskumuturrekoen forru pertsonalizatuak pertsona bakoitzaren gorputzera egokitzeko. Metodo horrek ondo funtzionatzen du pazienteentzako egokitutako ekipamendu medikoetarako, non tamaina bakarra ez den guztientzat balio.
Sentsoreen integrazioa (IMUak, indar-sentsoreak)
Sentsoreek erabiltzailearen asmoa detektatzen dute eta kontrol-sistemari nola erantzun behar dion esaten diote. IMUek artikulazioen angeluak, abiadura eta azelerazioa jarraitzen dituzte. Indar-sentsoreek gailuaren eta erabiltzailearen arteko indarrak neurtzen dituzte. Angelu-sentsoreek artikulazioen posizioa jarraitzen dute. Honda Walking Assist gailuak IMU sentsoreak, indar-sentsoreak eta angelu-sentsoreak erabiltzen ditu denbora errealeko ibiltzeko laguntza emateko. Bere algoritmo bereziek ibiltzeko ereduak aztertzen dituzte eta laguntza-mailak doitzen dituzte edonon.
Interfazeak ergonomia eta denbora errealeko sistemen ingeniaritza konbinatzen ditu. Erabiltzaileek pantaila nagusien edo errealitate areagotuko gainjartzeen bidez ikusten dute feedbacka, artikulazioen angeluak eta indar-banaketa erakusten dituztenak. Feedback haptikoak bibrazio-ereduak erabiltzen ditu norabidea gidatzeko. Audioak egoera-aldaketen eta arriskuen alertak ematen ditu.
Exoeskeleto mediko pertsonalizatuen piezen kasuan, HMIak erabiltzaile bakoitzaren gorputzera eta mugimendu-ereduetara egokitu behar du. 3D inprimaketarekin egindako sentsore-euskarriak doikuntza zehatza bermatzen dute beti. 3D inprimaketarekin prototipoak egiteak sentsoreen kokapena egiaztatzen laguntzen du ekoizpena baino lehen. Exoeskeleto mediko funtzional hauek guztiek elkarrekin ondo funtzionatu behar dute. Exoeskeleto mediko fidagarriak eraikitzeko, xehetasun guztiei arreta jarri behar zaie.
Exoeskeleto medikoen piezen materialak
Material egokia aukeratzea egingo duzun erabakirik garrantzitsuenetako bat da. Exoeskeleto mediko bakoitzaren pisuan, erresistentzian eta azken kostuan eragina du. Okerra aukeratzen baduzu, zure gailua astuna izango da, goiz hautsiko da edo segurtasun-egiaztapenak gainditzen ez baditu. Egokia aukeratuz gero, pazienteek egun osoan eraman ditzaketen exoeskeleto-egitura sendo eta arinak lortuko dituzu. Ikus ditzagun talde nagusiak: metal aeroespazialak, errendimendu handiko plastikoak eta konpositeak.
Metal aeroespazialak
Aluminioa 7075
7075-T6 aluminioa oso erabilgarria da exoeskeletoen markoetarako. Bere etekin-erresistentzia 503 MPa-ra iristen da. Hori nahikoa da exoeskeleto-egituretako karga-bide nagusietarako. Ondo mekanizatzen da, baina gogortzeak zaildu egiten du. Muntaketa zurrunak eta tresneria zorrotzak behar dira tolerantziak mantentzeko. Anodizazioak eta plasma oxidazio elektrolitikoak higadura-erresistentzia eta biobateragarritasuna gehitzen dituzte. Akabera hauek garrantzitsuak dira segurtasunerako eta azalaren kontakturako. Talde askok 3D inprimaketa ere erabiltzen dute aluminiozko euskarrien prototipoak egiteko, ekoizpen-mekanizazioari ekin aurretik.
Titanioa Ti-6Al-4V
Titanioa altzairua baino arinagoa eta aluminio gehiena baino sendoagoa da, baina garestia eta zaila da mekanizatzen. Biobateragarria da, eta horrek inplanteetarako eta errehabilitazioko exoeskeletoetarako egokitzapen naturala bihurtzen du. Bere elastikotasun-modulua giza biomekanikara egokitu daiteke. Horrek esan nahi du erabiltzailearen artikulazioetan tentsio gutxiago dagoela. Tranpa? Titanioa mekanizatzeak bero handia sortzen du eta erreminten higadura eragiten du. Bolumen txikian eraikitako errehabilitazio medikoko gailuetarako, prima hori askotan merezi du.
Hona hemen bi metalen ikuspegi azkar bat, alboz albo:
| Material | Errendimendu indarra | mekanizagarritasun | Erabilera tipikoa |
| Aluminio 7075-T6 | 503 MPa | Lanaren gogortzearen ondorioz erronka | Markoetako karga-bide nagusiak |
| titaniozko | Zehaztu gabe (pisuarekiko erresistentzia handiagoa) | Zaila da mekanizatzea; erremintaren higadura handia | Errehabilitazio egitura biobateragarriak |
Errendimendu Handiko Plastikoak
Karbono-zuntzezko PEEK
Karbono-zuntzezko PEEK izarra da batez ere erabilera biomedikoetarako egindako 3D inprimaketa materialen artean. Zurruntasun handia eta erresistentzia kimikoa eskaintzen ditu, eta autoklabe esterilizazioa gainditzen du. Eskumuturrekoetarako, karkasetarako eta sentsore-euskarrietarako, metala ordezkatzen du bolumen handiagoa gehitu gabe. Materialaren propietateek, hala nola trakzio-erresistentzia eta nekearen aurkako erresistentzia, karga ziklikoen pean eusten diote. Hori garrantzitsua da paziente batek egunean milaka urrats ematen dituenean.
Nylon 12 (PA12)
Nylon 12 (PA12) material nagusia Multi-Jet Fusion eta laser sinterizazio selektiborako da. Gogorra, malgua eta inpaktua ondo xurgatzen du. Eskumuturrekoen forru pertsonalizatuek, kable gidek eta konektoreen karkasek abantaila dute. Moldeatzea ezinezkoa litzatekeen geometria konplexuak 3Dn inprima ditzakezu. Pazienteentzako egokitzapen espezifikoetarako, PA12 zaila da gainditzen. Gainera, materialaren hautaketa errazten du exoeskeleto medikoko pieza berdin asko azkar behar dituzunean.
Egitura Konposatuak
Karbono Zuntzaren Aurreinprimaketa
Karbono-zuntzezko aurrepregiatuak hemengo edozein aukeraren artean zurruntasun-pisu erlazio handiena eskaintzen du. Geruzatzeak, konpresio-moldekatzeak eta erretxina-transferentziazko moldekatzeak (RTM) aurrepregia hodi eta plaka sendo eta mehe bihurtzen dute. Hanka-euskarriek eta bularreko euskarriek askotan erabiltzen dute metodo hau. Ordezkoa kostua eta lana dira. Geruza bakoitza eskuz edo makinaz jarri behar da, eta gero autoklabe edo prentsa batean sendatu. Bolumen txikiko exoeskeleto medikoen piezen kasuan, ahalegin horrek errendimenduan ematen du ordaina.
Beira-zuntz hibridoak
Beira-zuntz hibridoek karbono-zuntz hutsak baino merkeagoak dira. Erresistentzia ona eta inpaktuarekiko erresistentzia hobea eskaintzen dute. Beira eta karbono-geruzak nahasteak zurruntasuna doitzeko eta dirua aurrezteko aukera ematen dizu. Prototipoetarako konposite hibridoen tresneria 3D inprima dezakezu. Horrek altzairuzko moldeak moztu aurretik iterazioa bizkortzen du. Euskarri eta estalki ez-kritikoetarako, beira-zuntz hibridoak aukera ona dira.
Materialen hautaketa beti oreka baten araberakoa da. Metalek indarra eta zehaztasuna ematen dizute. Plastikoek arintasuna eta diseinu askatasuna ematen dizute. Konpositeek zurruntasun-pisu erlazio onena ematen dizute. Zure aukera kargaren, bolumenaren, aurrekontuaren eta araudi beharren araberakoa da. Eta 3D inprimaketak dena lotzen du, aukera bakoitza probatzeko aukera emanez konpromisoa hartu aurretik.
Exoeskeleto medikoen piezen exoeskeletoen fabrikazio prozesuak
Fabrikazio-prozesuak aukeratzea urrats handia da edozein exoeskeleto proiektutarako. Aukeratzen dituzun fabrikazio-prozesuek kontrolatzen dute zein sendoa, zein arina eta zein garestia den pieza bakoitza. Aukera hauek diseinu-fasean goiz ezagutzeak geroago berriro lan handiak egitea saihesten du. Ikus ditzagun kategoria nagusiak.
CNC Mekanizazioa eta Metalezko Fabrikazioa
5 ardatzeko fresaketa markoetarako
5 ardatzeko CNC mekanizazioa da metalezko marko osagaietarako metodo nagusia. Forma konplexuak bloke solido batetik ebakitzen ditu konfigurazio bakarrean. Tolerantziak ±0.005 mm-tik ±0.02 mm-ra iristen dira errodamenduen zuloak eta tresnen lotura interfazeak bezalako ezaugarri kritikoetarako. Zehaztasun maila horrek egiten du medikuntzako exoeskeleto piezen funtzionamendu fidagarria kargapean. Makina edozein angelutatik sartzen da, beraz, azpiko mozketak eta kurba organikoak lortzen dira konfigurazio gehigarririk gabe. Aldakako euskarriek eta orkatilako euskarriek etekin handiena ateratzen dute metodo honetatik.
Suitzako Tornua Exoeskeleto Mediko Txikiko Piezen
Tornu suitzar motak medikuntzako exoeskeleto txikiko piezak maneiatzen ditu, hala nola pinak eta sentsoreen karkasak. Tolerantzia estuak arazorik gabe mantentzen ditu. Barra-materiala biratzen da tresna ardatzean zehar mugitzen den bitartean ezaugarriak mozteko. Konfigurazio horrek ondo funtzionatzen du tolerantzia estuak dituzten pieza luze eta meheetarako. Lotzeko elementuak, aktuadoreen ardatzak eta lerrokatze-pinak prozesu honetatik datoz askotan. Ardatzaren abiadura handiak eta gida-buxin zehatzak gainazaleko akabera garbiak ematen dituzte makinatik bertatik.
Fabrikazio gehigarria eta 3D inprimaketa
Gehigarrizko fabrikazioak eta 3D inprimaketak ebaketa-erremintekin lortu ezin dituzun formak irekitzen dituzte. Barne-kanalak, sare-betegarriak eta pisu asko aurrezten duten forma organikoak eraikitzen dituzu. Fabrikazio-prozesu hauek pieza bakarrean mekanizatzea ezinezkoa den formak ahalbidetzen dituzte. Gehigarrizko fabrikazioa eta 3D inprimaketa azkar hazi dira, eta bi teknologia nagusik gidatzen dute orain arloa. Ingeniari gehienek gehigarrizko fabrikazioa eta 3D inprimaketa tresna gako gisa hartzen dituzte orain egokitzapenaren eta funtzioaren hasierako egiaztapenetarako.
Laser urtze selektiboa (SLM)
SLM-k metalezko exoeskeleto medikoen piezak geruzaz geruza eraikitzen ditu. Laser batek metalezko hautsa geometria solidoan fusionatzen du. Prozesu hau bikaina da mekanizatzeko denbora gehiegi beharko luketen euskarri konplexuetarako. Erresistentzia handia lortzen duzu pisu gutxiagorekin, barne-egitura hobetu dezakezulako. Hemen exoeskeletoen fabrikazio-prozesuek hautsaren kalitatearen eta laser-potentziaren kontrol zorrotza behar dute. 3D inprimaketarekin, diseinu berri bakoitzean tresna pertsonalizatuen beharra saihesten duzu. 3D inprimaketa-metodo honek asko murrizten du prototipo exoeskeleto medikoen piezen entrega-denbora.
Multi-Jet Fusion (MJF)
MJF-k nylonezko piezak azkar inprimatzen ditu propietate mekaniko egonkorrekin. Aproposa da gogortasuna eta malgutasuna behar duten eskumuturrekoetarako, sentsore-euskarrietarako eta kable-gidarietarako. Exoeskeleto medikoko pieza hauen fabrikazio-prozesuek 3D inprimaketa-prozesuaren ezarpen espezifikoak erabiltzen dituzte, hala nola geruzaren lodiera eta hozte-tasa, erresistentzia egokia lortzeko. Materialaren eta prozesuaren ezarpenak jarraitu behar dira eraikuntza bakoitzerako, ekoizpen-exekuzio guztietan emaitzak errepikagarriak izan daitezen. 3D inprimaketa-kontrol onek piezaren kalitatea mantentzen dute lehenengo unitatetik azkenera arte.
Talde askok 3D inprimatutako exoeskeleto osoak eraikitzen dituzte probatzeko, ekoizpenera pasa aurretik. Prototipo hauek paziente bakoitzerako neurrira egindako exoeskeleto medikoen piezen egokitzapena eta funtzionamendua frogatzen dute. Gehigarrizko fabrikazioaren eta mekanizazioaren nahasketak diseinutik entregarako bide azkarra eskaintzen du. 3D inprimatutako exoeskeleto hauek bereziki erabilgarriak dira errehabilitazio-gailuetan, non erabiltzaile bakoitzak gorputz-forma desberdinak dituen. Gehigarrizko fabrikazio-prozesuek tresna garestiak itxaron gabe iteratzeko aukera ematen dizute. Beste 3D inprimaketa-metodo batzuek, hala nola lotzaile-zorrotada eta estereolitografiak, ere badute beren lekua. 3D inprimaketa-teknologia egokia zure material eta geometria-helburuetara egokitzeak aldea eragiten du.
Injekzio bidezko moldeoa eta konpositezko moldeoa
Injekzio bidezko moldeoa bolumen medikoko exoeskeleto piezen kasuan
Injekzio bidezko moldeoa da unitateko aukerarik merkeena milaka plastikozko exoeskeleto mediko pieza berdin behar dituzunean. Tresneriaren kostua handia da hasieran, baina unitateko prezioa azkar jaisten da eskala handian. Estalkiak, heldulekuak eta egiturazkoak ez diren euskarriak ondo funtzionatzen dute hemen. Gailu medikoen segurtasun-eskakizunek esan nahi dute material-lote eta prozesu-ezarpen guztiak kontrolatu behar dituzula. Metodo honek gainazaleko akabera bikaina eta dimentsio-kontrol zorrotza ematen ditu.
Layup, Konpresiozko Moldeatzea, RTM
Erresistentzia handiko eta arineko egiturak lortzeko, konpositeen moldeaketa fabrikazio prozesuak dira aukerarik onena. Geruzatzeak, konpresiozko moldeaketak eta erretxina transferentziazko moldeaketak karbono-zuntz aurrepreg-a hanka euskarri eta bizkarraldeko euskarri zurrun bihurtzen dituzte. Prozesu hauek egituraren osotasuna mantentzen dute pisua murrizten duten bitartean. Geruza bakoitzaren orientazioa karga-bidearekin bat dator. Iraunkortasunaren eta kostu txikiagoaren arteko oreka horrek konpositeak aukera adimentsu bihurtzen ditu ekoizpen-markoetarako.
Ikuspegi hibrido bat
Exoeskeleto bakar batek hainbat fabrikazio-prozesu erabiltzen ditu batera. Eskumuturreko pertsonalizatuak 3Dn inprima ditzakezu, aluminiozko markoa mekanizatu eta estalkiak injekzio bidez moldeatu. Talde gehienek exoeskeletoen fabrikazio-prozesu hauen mende daude prototipotik ekoizpenera igarotzeko. Prototipo goiztiarretarako, 3D inprimaketa azkarra eta merkea da. Ekoizpen-saioetarako, mekanizazioak eta moldeatzeak errepikakortasun hobea ematen dute eskala handian. Fabrikazio-prozesu hauek nola egokitzen diren jakiteak denbora eta aurrekontua aurrezten ditu. Orain, talde gehiagok eraikitzen dituzte 3Dn inprimatutako exoeskeletoak pazienteentzako probak egiteko, garapen-urrats estandar gisa. 3Dn inprimatutako exoeskeleto hauek aukera ematen diete klinikoei egokitzapena egiaztatzeko azken metalezko piezak mekanizatu aurretik. 3D inprimaketa-praktika onek, frogatutako mekanizazio-metodoekin konbinatuta, garapen-bide eraginkorrena sortzen dute gailu konplexuetarako.
Exoeskeleto medikoen piezen diseinu-kontuan hartu beharrekoak
Pisuak, iraunkortasunak eta kostuak gidatzen dituzte diseinu aukera guztiak. Hiru hauek ondo egiten badituzu, zure exoeskeleto medikoko piezak ondo funtzionatuko dute benetako erabileran. Bat galtzen baduzu, erabiltzailea mindu edo laborategitik inoiz irteten ez den produktu bat eraikitzeko arriskua duzu.
Pisua galtzeko estrategiak
Topologia Optimizazioa
Topologia optimizazioak softwarea erabiltzen du tentsio txikiko lekuetatik materiala kentzeko. Emaitza itxura naturaleko forma bat da, behar duzun tokian indarra mantentzen duena. Metodo honek ondo funtzionatzen du 3D inprimaketarekin, softwareak askotan forma konplexuak sortzen baititu. Ohiko mekanizazioak ezin ditu forma hauek erraz moztu. 3D inprimaketarekin, pieza geruzaz geruza eraikitzen duzu tresna gehigarririk gabe. Horrek pisua eta denbora aurrezten ditu.
Sare-egiturak
Sare-egiturek betegarri solidoa euskarri txikien sare batekin ordezkatzen dute. Masa mozten dute zurruntasuna altua mantenduz. Sare-dentsitatea doi dezakezu tokiko karga-bideetara egokitzeko. 3D inprimaketak forma hau beste edozein metodok baino hobeto kudeatzen du. Eskumutur eta karkasetarako, azal solido baten barruko sare-nukleo batek exoeskeleto-egitura sendo eta arinak ematen ditu. Materialaren aukeraketa ere garrantzitsua da hemen. Trakzio-erresistentzia ona duen material zurrun batek sare meheagoa erabiltzeko aukera ematen du.
Neke-bizitza eta iraunkortasuna
Zikloetarako Materialen Hautaketa
Exoeskeleto medikoen piezek milaka karga-ziklo jasaten dituzte egunero. Materialen hautaketak nekea kontuan hartu behar du, ez bakarrik erresistentzia maximoa. Materialek tentsio-ziklo errepikatuak jasan behar dituzte eta karga-banaketa seguru mantendu. Segurtasun eta iraunkortasun baldintza garrantzitsua da hori. Begiratu propietate mekanikoak, hala nola nekearen muga eta pitzaduren hazkunde-erresistentzia. Erresistentzia estatiko handia duen material batek oraindik ere huts egin dezake karga errepikatuaren pean. Probatu laginak diseinu osoari ekin aurretik.
Gainazaleko tratamenduak (anodizatzea, granallatzea)
Gainazaleko tratamenduek babes-geruza bat gehitzen dute edo konpresio-tentsioa sortzen dute. Anodizazioak oxido-geruza bat sortzen du aluminioan. Higadura-erresistentzia eta biobateragarritasuna hobetzen ditu. Jaurtiketa-lehergailuak gainazala material txikiekin jaurtitzen du. Horrek konpresio-tentsioa sortzen du, eta horrek pitzadurak hasten ditu. Bi tratamenduek nekearen bizitza luzatzen dute oinarrizko materiala aldatu gabe. Gainera, biobateragarritasun-arauak betetzen laguntzen dute, hala nola ISO 10993 larruazaleko kontakturako.
Kostua eta Eskalagarritasuna
Fabrikazio hibridoaren ikuspegiak
Ez dago prozesu bakar bat pieza guztietarako balio duenik. Ikuspegi hibrido batek fabrikazio-prozesuak konbinatzen ditu kostua eta errendimendua orekatzeko. Eskumutur pertsonalizatua 3Dn inprima dezakezu, aluminiozko markoa mekanizatu eta estalkiak injekzio bidez moldeatu. Fabrikazio-prozesu bakoitzak bere indargunea erabiltzen du. 3D inprimaketak pertsonalizazioa kudeatzen du. Mekanizazioak zehaztasuna ematen du. Moldeatzeak unitateko kostua baxua mantentzen du bolumenean. Fabrikazio-prozesu nahasketa honek garapen-denbora laburtzen du eta aurrekontua kontrolatzen du.
Multzoaren tamaina vs. prozesuaren aukera
Lotearen tamainak prozesuaren aukera beste edozein faktorek baino gehiago baldintzatzen du. 10 eta 100 unitate artekoetarako, 3D inprimaketak eta CNC mekanizazioak zentzua dute. Tresnen kostuak baxuak dira, eta azkar iteratu dezakezu. Milaka unitatetarako, injekzio bidezko moldeatzeak unitateko prezioan irabazten du. Hasierako tresnen kostua altua da, baina azkar jaisten da eskalan. Konpositezko moldeatzeak erdibidean kokatzen da. Bolumen moderatuetan dauden egiturazko exoeskeleto medikoen piezen egokitzen da. Egokitu zure fabrikazio-prozesuak zure lotearen tamainara, eta saihestuko duzu dirua xahutzea tresneria okerrean.
ISO 13485:2016 arauak gailu medikoen diseinu eta fabrikaziorako kalitate kudeaketaren eskakizunak ezartzen ditu. Arriskuen kudeaketarako ISO 14971 arauarekin eta robot medikoetarako IEC 80601-2-78 arauarekin batera funtzionatzen du. Ziurtagiriak berak ez du produktuaren baimena edo ebidentzia klinikoa ordezkatzen.
NOBLE aukeratzea exoeskeleto medikoen piezetarako
Medikuntzako exoeskeletoaren piezak, materialak eta prozesuak argi dituzu. Orain, benetan eraiki ditzakeen bazkide bat behar duzu. NOBLEk egunero lan egiten du ingeniariekin medikuntzako exoeskeletoaren piezetan, lehenengo zirriborrotik hasi eta muntaketa amaituraino.
Axola duten ziurtagiriak
ISO 9001:2015 (Kalitate Orokorra)
ISO 9001:2015 arauak kalitate kudeaketa orokorra hartzen du barne. Fabrikak idatzizko prozesu-kontrolak eta ikuskapen-urratsak erabiltzen dituela erakusten du. NOBLEk ziurtagiri hau du, beraz, badakizu lote bakoitzak bide errepikakor bat jarraitzen duela.
ISO 13485:2016 (Gailu Medikoak)
ISO 13485:2016 araudia harago doa. Gailu medikoen trazabilitate eta baliozkotze estandarra ezartzen du. NOBLEk ziurtagiri hau ere badu. Hori garrantzitsua da zure gailuak FDA erregistroa edo CE-MDR onespena behar duenean esportatzeko. Taldeak FDAren Kalitate Sistemaren Erregelamendua, EBko MDR 2017/745, Japoniako PMDA/MHLW arauak eta Australiako TGA kanalak ere ezagutzen ditu. Materialen ziurtagiriak, ISO 14971 araudiaren araberako arriskuen kudeaketa eta merkaturatu osteko monitorizazio laguntza kudeatzen dituzte.
NOBLEren oinarrizko gaitasunen
Zehaztasun handiko metalen prozesamendua
Bost ardatzeko CNC mekanizazioak junturen karkasak, besoen konektoreak, motorren euskarriak, sentsoreen euskarriak eta zehaztasun-ardatzak kudeatzen ditu. Ohiko materialen artean aluminiozko aleazioa, titaniozko aleazioa, altzairu herdoilgaitza eta PEEK ingeniaritza-plastikoa daude. Bost ardatzeko lanak errepikatutako lotze-erroreak murrizten ditu eta egitura konplexuak koherente mantentzen ditu. Ardatz-zuloaren doikuntza estua funtsezkoa da hemen. Gaizki egiten baduzu, mugimendu-erresistentzia, errore mekanikoak eta kokapen-zehaztasun galera gehituko dituzu. Gutxieneko hormaren lodiera 2-3 mm-koa da normalean, eta tokiko azalerak 1.5 mm-ra jaisten dira egitura- eta karga-berrikuspenaren ondoren.
Plastikozko Moldeaketa Aurreratua eta 3D Inprimaketa
Silikonazko prototipo azkarrak CNC bidez mekanizatutako master moldeekin, injekziozko moldeoarekin, muntaketarekin eta gainazaleko akaberarekin konbinatzen dira. Metalezko 3D inprimaketak egitura integratu arinak, konektore pertsonalizatuak eta barneko exoeskeleto mediko konplexuen piezak eraikitzen ditu. Eskumuturreko eta karkasetarako, 3D inprimaketak pazienteentzako egokitzapen espezifikoak azkar eskaintzen ditu. Taldeek 3D inprimaketa erabiltzen dute altzairua moztu aurretik forma probatzeko. 3D inprimaketa-urrats horrek asteak aurrezten ditu. Prototipoen 3D inprimaketak sentsoreen euskarriak ere balioztatzen ditu. Ekoizpeneko 3D inprimaketak frogatutako diseinua eskalatzen du. 3D inprimaketa-exekuzio bakoitzak prozesu-ezarpen jarraituak jarraitzen ditu. 3D inprimaketa-kontrol onek kalitatea egonkor mantentzen dute. Horrela laguntzen du 3D inprimaketak medikuntzako mailako exoeskeletoak lehen egunetik.
Zerbitzu osoko laguntza
DFM eta Diseinu Lankidetza
NOBLEk zure garapen-zikloaren hasieran parte hartzen du Fabrikaziorako Diseinuaren laguntzarekin. Horma meheak, tolerantzia estuak eta aukeratutako prozesuari aurre egiten dioten ezaugarriak markatzen dituzte. Materialen ziurtagiriaren kudeaketak proben txostenak, biobateragarritasun adierazpenak eta RoHS/REACH betetzea hartzen ditu barne.
Gela Garbiaren Muntaketa eta Balidazioa
Ingurune kontrolatuan mekanizatzeak edo balioztatutako garbiketak partikulak, hozgarri-hondakinak eta kutsadura gurutzatuaren arriskuak kentzen ditu. Neurketa integratuak CMM, konparagailu optikoak eta gainazaleko zimurtasun-probatzaileak barne hartzen ditu. Urrats guztiek segurtasuna eta lote-trazabilitate osoa bermatzen dituzte, barra-stocketik hasi eta muntaketa amaituraino.
Prozesu osoa igaro duzu jada. Exoeskeleto mediko nagusien piezak erabiliz hasi zara, gero material aukerak aztertu dituzu eta fabrikazio metodoak alderatu dituzu. Arrakasta izateko, behar teknikoak eta arau medikoak batera ezagutzen dituen bazkide bat behar duzu. NOBLEk metalezko eta plastikozko lanak leku bakarrean kudeatzen ditu. ISO 9001:2015 eta ISO 13485:2016 ziurtagiriek kalitate eta gailu medikoen jarraipen arauak betetzen dituztela erakusten dute. 3D inprimaketa erabiltzen dute urrats guztietan, hasieratik amaierara arte. Zerbitzu osoak diseinutik hasi eta muntaketa eta probak egiteraino hartzen du barne. Aurrera egiteko prest? Igo zure CAD fitxategia edo eskatu DFM berrikuspena gaur.
Exoeskeleto medikoen piezen maiz egiten diren galderak
Zein material da egokiena exoeskeleto medikoen piezetarako?
Ez dago material bakar batek irabazten duenik beti. 7075-T6 aluminioak 503 MPa-ko etekin-erresistentzia ematen dizu karga-bide nagusietarako. Titanioak biobateragarritasuna eta erresistentzia-pisu erlazio hobea gehitzen ditu. Karbono-zuntzezko PEEK eta nylon 12 bikainak dira eskumuturreko eta karkasetarako. Zure kargak, aurrekontuak eta bolumenak erabakitzen dute aukera.
Zein estuak izan behar dira tolerantziak junturen etxetresna elektrikoetan?
Bost ardatzeko CNCak ±0.005 mm-tik ±0.02 mm-ra bitarteko eusten die errodamenduen zulo bezalako ezaugarri kritikoei. Suitzako torneatzeak tolerantzia estuak lortzen ditu pin eta ardatz txikietan. Ardatz-zuloaren doikuntza solteak mugimendu-erresistentzia gehitzen du eta kokapenaren zehaztasuna hondatzen du. Tolerantzia estuek exoeskeleto medikoen piezak kargapean ondo funtzionatzen mantentzen dituzte.
Noiz aukeratu behar dut 3D inprimaketa CNC mekanizazioaren gainetik?
Aukeratu 3D inprimaketa prototipoetarako, eskumuturreko pertsonalizatuetarako eta ebakitzeko tresnek lortu ezin dituzten sare-formak egiteko. Aukeratu CNC metalezko markoetan tolerantzia estuak behar dituzunean. Talde askok biak erabiltzen dituzte batera. 3D inprimaketak doikuntza pertsonalizatua kudeatzen du, eta mekanizazioak zehaztasuna ematen du. Bide hibrido horrek asteak aurrezten ditu.
Zer esan nahi du atzeranzko gidatze-gaitasunak pazientearen segurtasunerako?
Atzeranzko bultzadaren gaitasunak artikulazio batek korrontea itzalita dagoenean duen askatasuna neurtzen du. Atzeranzko bultzada estatikoko momentuak 0.4 eta 2 Nm artean egon behar du. Korrontea mozten bada, erabiltzailea ez da trabatuta geratu behar. Atzeranzko bultzada handiak exoeskeleto medikoen piezak seguru mantentzen ditu ustekabeko geldialdietan.
Zein ziurtagiri izan behar ditu nire fabrikazio-bazkideak?
Bilatu ISO 9001:2015 kalitate kudeaketa orokorrarentzat eta ISO 13485:2016 gailu medikoen trazabilitaterako. Bigarrenak garrantzia du zure gailuak FDA erregistroa edo CE-MDR onespena behar duenean. Galdetu ISO 14971 arriskuen kudeaketa laguntzari buruz ere. Ziurtagiriak berak ez du ordezkatzen produktuaren baimena edo ebidentzia klinikoa.
3D inprimaketak exoeskeleto prototipo oso bat ekoiztu al dezake?
Bai. Talde askok 3D inprimatutako exoeskeleto osoak eraikitzen dituzte doikuntza eta funtzio probak egiteko, ekoizpen tresneria erabili aurretik. 3D inprimaketak azkar iteratzeko aukera ematen du, altzairuzko moldeen zain egon gabe. Klinikariek benetako pazienteengan egiaztatu dezakete doikuntza. Diseinua frogatzen denean, mekanizaziora eta moldeatzera igarotzen zara.
Nola galdu pisua indarra galdu gabe?
Topologiaren optimizazioak tentsio baxuko guneetako materiala kentzen du. Sare-egiturek betegarri solidoa euskarri txikiengatik ordezkatzen dute. Bi formak 3D inprimaketarentzat mekanizazioarentzat baino hobeto egokitzen dira. Trakzio-erresistentzia ona duen material zurrun batek sare meheagoa erabiltzeko aukera ematen du. Emaitza exoeskeleto-egitura sendo eta arinak dira.
Zerk eragiten du gehien exoeskeleto medikoen piezen kostua?
Multzoaren tamainak prozesuaren aukeraketa baldintzatzen du beste edozerk baino gehiago. 10 eta 100 unitate artekoetarako, 3D inprimaketak eta CNC mekanizazioak tresneriaren kostuak baxuak mantentzen dituzte. Milaka unitatetan, injekzio bidezko moldeatzeak unitateko prezioan irabazten du. Titaniozko mekanizazioak piezaren prezioa % 40-60 igo dezake aluminioarekin alderatuta.
