Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтірудің ең көп таралған тәсілдері - CNC өңдеу, 3D басып шығару, инжекциялық қалыптау, қаңылтыр металл жасау және композиттік қалыптау. Жалпы материалдарға алюминий қорытпалары, титан, тот баспайтын болат, PEEK және корпусқа тиетін бөлшектер үшін силикон жатады. Бұл таңдаулар бөлшектердің беріктігіне, салмағына, биоүйлесімділігіне, өндіріс құнына және жеткізу уақытына әсер етеді. Біріктірілген корпустар тығыз төзімділікті қажет етеді. Тапсырыс бойынша жасалған манжеттер биоүйлесімді беттерді қажет етеді. Рамалық плиталар берік, бірақ жеңіл болуы керек. Әрбір әдістің белгілі бір компоненттер үшін айқын артықшылықтары бар. Біз әрбір процесс пен материалды егжей-тегжейлі қарастырамыз. Мақалада сонымен қатар дизайн мәселелері, нормативтік стандарттар және өндірістік серіктестерді таңдау бойынша кеңестер қарастырылады.
Экзоскелеттік робот бөлшектерін қалпына келтірудің жалпы өндіріс әдістеріне шолу
Қалпына келтіру экзоскелет роботының бөлшектері бірнеше негізгі топтарға бөлінеді. Әрбір құрылғының ортасында буын құрастырмалары мен жетек қосқыштары орналасқан. Тірек рамалары мен құрылымдық кронштейндер бәрін бірге ұстайды. Әрбір топқа күшті механикалық қасиеттер қажет, себебі бұл машиналар адам салмағын көтереді және күні бойы киюшімен бірге қозғалады.
Оңалтудың негізгі компоненттері Экзоскелет робот бөлшектері
Біріктірілген жинақтар және жетек қосқыштары
Буындар қозғалыстың пайда болатын жері болып табылады. Жамбас буыны, тізе топсасы немесе саусақтардың айналмалы тіректері бірқалыпты қозғалып, қайталанатын жүктемені көтеруі керек. Жетек қосқыштары қозғалтқыштарды осы буындарға байланыстырады, сондықтан олар айналу моментінің әсерінен түзу тұруы керек. Бұл бөліктердегі кез келген босаңсу секіру қозғалысы ретінде көрінеді және бұл пациентке жағымсыз әсер етеді.
Тірек рамалары және құрылымдық кронштейндер
Рамалар жүктеме жолын корпустан жерге дейін тасымалдайды. Кронштейндер жетектерді, сенсорларды және белдіктерді бір қатты блокқа байланыстырады. Бұл бөлшектер қаттылықты қажет етеді, бірақ олар сонымен қатар жеңіл болып қалуы керек. Ауыр рама киюшіні тез шаршатады.
Процесс пен материалды таңдау қолданысқа байланысты өзгеретінін атап өткен жөн. Жоғарғы аяқ құрылғысының қажеттіліктері төменгі аяқ құрылғысынан өзгеше. Қол экзоскелеттері көбінесе жұмсақ материалдарды пайдаланады, ал қатты конструкциялар металға байланысты. Практикалық тұрғыдан алғанда, осы мақалада қарастырылатын бес процесс тұқымдасы - CNC өңдеу, 3D басып шығару, инъекциялық қалыптау, қаңылтыр металл жасау және композиттік немесе силикон қалыптау.
Процесті таңдау экзоскелеттік робот бөлшектеріне қалай әсер етеді
Геометрия, төзімділік және өндіріс көлемі
Геометрия бірінші шешімді анықтайды. Күрделі контурлы пішіндер сізді 5 осьті CNC немесе аддитивті әдістерге итермелейді. Қарапайым жалпақ пластиналар қаңылтыр металлмен жақсы үйлеседі. Өндіріс көлемі екіншісін анықтайды. Бір реттік тапсырыс бойынша жасалған манжеттер 3D басып шығаруға жақсы сәйкес келеді, ал мыңдаған бірдей қақпақтар инъекциялық қалыптауға қолайлы.
Төзімділік үшінші фактор болып табылады және ол буындарда ең маңызды. Төмендегі кестеде CNC және 3D басып шығарудың буын корпустары үшін қалай салыстырылатыны көрсетілген.
| критерий | CNC өңдеу | 3D басып шығару |
| Дәлдік / Төзімділік | 5 осьті титан қосылыстарында ±0.005 мм жетеді | Прототиптеу үшін жақсартылған, өндірістік деңгейдегі соңғы пайдалану бөлшектері үшін қолайлы емес |
| Surface Аяқтау | Ra 0.8 немесе одан жоғары нәтиже береді | Стерилизация дәрежесіндегі әрлеу талаптарына сай келетіні көрсетілмеген |
| Материалдық үйлесімділік | 5-сыныпты титан мен PEEK қоса алғанда, барлық дерлік медициналық материалдар | Жоғары беріктігі бар медициналық материалдар үшін CNC-мен салыстырғанда шектеулі |
| Бірлескен тұрғын үйлердегі рөлі | Маңызды соңғы әсер етушілер мен байланыстар үшін артықшылықты | Прототиптеу үшін қолданылады; өндірістік бөлшектер әлі де CNC-ге сүйенеді |
Шарикті және розеткалы жамбас буыны мұның неге маңызды екенін көрсетеді. Доп розеткада тұруы керек, бірақ ешқандай соққы болмауы керек. CNC допты бірнеше микрометрге дейін кесе алады, ал розетка тығыз орналасуы үшін оны қайталайды. Тек басып шығару арқылы ғана басқарудың бұл деңгейіне жету қиын.
Құны, жылдамдығы және дәлдігі арасындағы айырмашылықтар
Жылдамдық пен шығын қарама-қарсы бағытта тартылады. CNC дәлдік береді, бірақ орнату уақытты қажет етеді. 3D басып шығару құрал-саймандарды пайдалануды өткізіп жібереді, сондықтан қайталау жылдам. Инъекциялық қалыптаудың бастапқы құрал-саймандар құны жоғары, бірақ бірлік бағасы көлемге байланысты күрт төмендейді. Металл парақтары жалпақ бөлшектер үшін тез майысады және тесіледі. Ең озық болып көрінетін емес, төзімділік мақсатына және партия өлшеміне сәйкес келетін процесті таңдаңыз.
Материалды таңдау қалпына келтіру экзоскелетінің бөліктеріне қалай әсер етеді
Күш пен салмақ арақатынасы және шаршау өмірі
Материал өнімділіктің шегін белгілейді. 5-ші дәрежелі титан (Ti-6Al-4V) беріктік пен салмақтың арақатынасының жоғары деңгейін ұсынады және биоүйлесімді, бірақ оны өңдеу қиын және алюминиймен салыстырғанда бөлшектердің бағасын 40-60%-ға көтере алады. 6061-T6 алюминийі 310 МПа беріктікке ие және арзан бағамен оңай өңделеді. Ол төмен жүктемелі элементтер мен екінші реттік құрылымдарға сәйкес келеді.
Имплантацияланбаған немесе стерилденбеген құрылымдық рамалар үшін алюминий материал мен өңдеу шығындарын азайта отырып, беріктік пен салмақтың тамаша қатынасын ұсынады. Қатты анодталған алюминийді тозуға төзімді бағыттаушылар немесе корпустар ретінде де пайдалануға болады.
Қатты қалпына келтіру экзоскелеттері көбінесе материалдарды араластырады. Жалпы орнату алюминий рамаларды тот баспайтын болат немесе титан қосылыстарымен біріктіреді. Бұл жалпы салмақты азайтады, сонымен қатар жүктеме шоғырланған жерлерде беріктік қосады.
Биоүйлесімділік және теріге тию
Теріге тиетін кез келген бет күтімді қажет етеді. Силикон манжеттер, төсеніштер және төсеніштер үшін жақсы үйлеседі, себебі ол жұмсақ және теріге қолайлы. Дененің жанында қолданылатын металдар коррозияға төзімді болуы және оңай тазалануы керек. Материал сертификаттары мен бақылау мүмкіндігі мұны растайды және олар ISO 13485 стандарты бойынша медициналық экзоскелет роботтарын өндіру үшін маңызды. Дәл осындай тәртіп медициналық робот бөлшектерін өндіруге де қолданылады, мұнда әрбір партия құжатталуы керек.
Материалдар мен процестерді бірге таңдау салмақты, ыңғайлылықты, бағаны және қауіпсіздікті қалыптастырады. Бұл жұптастыруды дұрыс жасаңыз, сонда экзоскелет робот компоненттерін өндіру процесінің қалған бөлігі өз орнына келеді.
Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтіруге арналған CNC дәл өңдеу
CNC дәл өңдеу 3 осьті, 4 осьті және 5 осьті фрезерлік станоктарды пайдаланады. Үш осьті станоктар қарапайым пішіндерді бір бағыттан кеседі. Бес осьті станоктар құралды және бөлшекті бір уақытта еңкейтеді. Бұл оларға бір орнатуда күрделі қисықтарға жетуге мүмкіндік береді. Бұл диапазон қалпына келтіру экзоскелет робот бөлшектері үшін өте маңызды. Жалпақ кескіш орындай алмайтын жолдармен қосылыстардың қисықтары.
Экзоскелет бөлшектерін оңалтуда қолдану
Біріктірілген корпустар мен құрылымдық кронштейндер
Экзоскелет жүйелеріндегі қосылыс корпустары өте күрделі және дәл бөлшектер болып табылады. Олар пайдаланушының салмағын және жүру әсерін көтереді. Сондай-ақ, олар мойынтіректер, редукторлар, кодтаушылар және момент сенсорлары үшін дәл бекіту орындарын береді. Қозғалыстың дәлдігін сақтау үшін мойынтірекке арналған тесік 0.1 мм шегінде қалуы керек. Қабырға қалыңдығы әдетте 2-3 мм. Кейбір салмақ үнемдейтін жерлер 1.5 мм-ге дейін жұқа болады. Бұл кесу кезінде деформацияны нақты қауіпке айналдырады. Барлық беттерді бір қондырғыда өңдеу бөлшекті жылжыту кезіндегі қателіктерді болдырмайды.
| Қолдану аймағы | Бөлшектердің үлгілері | материал | Емдеуден кейінгі |
| Бірлескен корпустар | Жамбас буынының қозғалтқыш корпустары, мойынтірек жинақтары, позициялау біліктері, тежегіш интерфейстері, шынжырлы құлып блоктары | 6061/7075 алюминий қорытпасы (жоғары сапалы модельдерге арналған титан) | Құммен өңдеу + анодтау, қатты анодтау |
| Қозғалыс дәлдігінің компоненттері | Біліктерді, тежегіштерді орналастыру | 303/304 тот баспайтын болат, 42CrMo4 болат | Электролиттік жылтырату, мырышпен қаптау |
| Үйкеліс/оқшаулау бөлшектері | Қосқыштар және онымен байланысты қосылыс компоненттері | POM, нейлон, ABS | Қолданылған күйінде |
Жетек бекіткіштері және дәл интерфейстер
Қозғалтқыш пен сенсорды бекіту кронштейндері электр жетектеріне, момент сенсорларына және айналмалы кодтаушыларға арналған дәл бекіткіштер ретінде қызмет етеді. Оларда көбінесе кіріктірілген кабельді бағыттау арналары және бекіту басстары болады. Орналастыру біліктері мен робот қосылыс корпустары әдетте ±0.01 мм шегінде концентрлілікті қажет етеді. Бұл мойынтіректердің тегіс орналасуын қамтамасыз етеді және тозудың алдын алады. Арнайы өңделген экзоскелеттік статор бекітпесі де дәл осындай логиканы ұстанады. Қарапайым тесіктері бар жалпақ кронштейндер үшін 3 осьті өңдеуді пайдаланыңыз. Бекіткіш жетектің айналасына оралған кезде немесе бұрышты беттері болған кезде 5 осьті өңдеуге ауысыңыз.
Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтірудің артықшылықтары
Қатты төзімділік және қайталанымдылық
CNC басып шығару және қалыптау металға сәйкес келмейтін төзімділіктерге ие. Әрбір цикл бірдей құрал жолын қайталайды. Сонымен, бірінші және мыңыншы бөліктер бір-біріне сәйкес келеді. FreeGait белсенді экзоскелет әр түрлі дене түрлері үшін сан мен балтырдың ұзындығын және жамбас енін реттейді. Әрбір қосқыштың дәлдігі кию ыңғайлылығына тікелей әсер етеді. Қайталанымдылық бұл реттеуді сенімді етеді.
Беттік өңдеу және кейінгі өңдеу
Өңделген беттер құралдан тегіс шығады. Қосымша қадамдар оларды одан әрі итермелейді. Анодтау, жылтырату және жабын жабу коррозияға төзімділікті арттырады. Құммен өңдеу және анодтау алюминий корпустарда кең таралған. Электрожылғымен жылтырату тот баспайтын болат үшін жақсы жұмыс істейді. Бұл өңдеулер тазалауды жеңілдетеді. Бұл теріге жақын бөлшектер үшін маңызды.
Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтіруге арналған типтік CNC материалдары
Алюминий қорытпалары (6061, 7075)
Алюминий қорытпасы динамикалық қозғалыс және ұзақ уақыт пайдалану үшін беріктік пен салмақтың тамаша қатынасын қамтамасыз етеді. Ол жылдам өңделеді және шығындарды азайтады. Тапсырыс бойынша өңделген экзоскелеттерде көбінесе негізгі құрылымдар ретінде алюминий қорытпасынан жасалған рамалар мен бекіткіштер қолданылады. Жамбас, тізе және иық буындарының құрастырмалары оған негізделген.
Титан (5-сыныпты Ti-6Al-4V) және тот баспайтын болат (316L)
Титан биоүйлесімді, жеңіл және коррозияға төзімді. Ол жоғары сапалы модельдер үшін жақсы жұмыс істейді. Тот баспайтын болат тозуға төзімді және зарарсыздандыруды өңдейді. Екі материал да алюминийге қарағанда қымбатырақ және баяу кесіледі. Сондықтан оларды жүктелген қосылыстар мен дәл механикалық бөлшектер үшін сақтаңыз. RoboGait жүйесі механикалық бөлшектерінің шамамен 90%-ын сыртқы жеткізушілерден алды. Бұл CNC фрезерлеу, токарлық өңдеу, лазерлік кесу, иілу және дәнекерлеуді қамтыды. Бұл CNC өңделген бөлшектердің нақты қалпына келтіру экзоскелет бөлшектері бағдарламаларын бекітетінін көрсетеді.
Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтіруге арналған 3D басып шығару
3D принтерлер экзоскелет роботтарының көптеген түрлі бөлшектерін жасай алады. Бұған қосқыштар, тірек тіректері және батарея блогының ішкі бөліктері кіреді. Бұл технология пішіндер күрделі болған кезде немесе сізге бірнеше ғана бірлік қажет болған кезде жақсы жұмыс істейді. Экзоскелет роботтарының қалпына келтіру бөлшектері үшін басып шығару ескі әдістер оңай сәйкес келмейтін жылдамдық пен дизайн еркіндігін береді.
Экзоскелет бөлшектерін оңалтуда қолдану
Тапсырыс бойынша бейімделген манжеттер мен аяқ-қол интерфейстері
Әрбір пациенттің дене пішіні әртүрлі. Бір адамға жақсы сәйкес келетін манжет басқасында қысым жараларын тудыруы мүмкін. 3D басып шығару мұны сканерлеу деректерінен тікелей манжеттерді жасау арқылы түзетеді. Сіз пациенттің аяқ-қол пішінін сканерлейсіз, интерфейсті CAD форматында жасайсыз және оны бір бөлік ретінде басып шығарасыз. Нәтижесінде бірден ыңғайлы сезінетін арнайы экзоскелет бөлшектерінің шешімі пайда болады.
Прототиптеу және аз көлемді өндіріс
Басып шығарудың ең жақсы жері - прототиптеу. Сіз жаңа қосылыс дизайнын сынап көре аласыз, қабырға қалыңдығын өзгерте аласыз және бір түнде қайта басып шығара аласыз. Құрал-саймандарға шығындар жоқ және тапсырыстың ең аз сомасы жоқ. Аз көлемді өндіріс үшін басып шығару бірнеше жүз бірліктен аз қажет болған кезде тиімді болып қалады. Сондай-ақ, ол жанама цифрлық өндірісті қолдайды. Жұмсақ қолмен жасалған экзоскелет жетектеріне арналған қайта пайдалануға болатын қалыптарды басып шығара аласыз, содан кейін сол қалыптардан силикон бөлшектерін құя аласыз.
Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтірудің артықшылықтары
Дизайн еркіндігі және торлы құрылымдар
Басып шығару көптеген дизайн шектеулерін алып тастайды. Ішкі арналар, органикалық пішіндер және торлы құрылымдардың барлығы мүмкін болады. Торлы толтырғыш беріктікті сақтай отырып, салмақты азайтады. Бұл әрбір грамм маңызды киілетін құрылғылар үшін маңызды.
Жылдам итерация және пациентке тән геометрия
Басып шығару кезінде дизайндағы өзгерістер тез жүреді. Сіз CAD файлын өзгертіп, қайтадан басып шығарасыз. Жаңа құралдарды күтудің қажеті жоқ. Бұл жылдамдық пациентке тән геометрияны қолдайды, бұл педиатриялық құрылғылар мен арнайы ортоздар үшін маңызды.
Әдеттегі 3D басып шығару материалдары
SLS және MJF үшін нейлон PA12 және PA11
Нейлон PA12 SLS және MJF процестері үшін стандартты материал болып табылады. Ол тіпті механикалық қасиеттерді, химиялық төзімділікті және тірі ілмек мүмкіндігін ұсынады. PA11 ұқсас, бірақ өсімдіктерден жасалған. Екеуі де манжеттер, корпустар және құрылымдық емес кронштейндер үшін жақсы жұмыс істейді.
DMLS және SLM үшін титан және тот баспайтын болат
Металл басып шығару DMLS немесе SLM процестерін пайдаланады. Титан Ti-6Al-4V (5-сынып) денеге қауіпсіз және коррозияға төзімді. Тот баспайтын болат 316L сонымен қатар жақсы басып шығарады және зарарсыздандыруды жеңеді. Бұл материалдар жүк көтеретін имплантаттар мен жоғары кернеулі қосылыстарға сәйкес келеді. Төмендегі кестеде негізгі қасиеттер салыстырылған.
| меншік | Нейлон PA12 | Titanium Ti-6Al-4V (5-сынып) |
| Материалдық категория | нейлон | металл |
| Беріктік шегі | 48 МПа | 950 МПа |
| тығыздығы | 1.01 г / см³ | 4.43 г / см³ |
| Шыны өту температурасы | 175 ° C | 1650 ° C |
| Ұзарту | 20.0% | 14.0% |
| Жалпы 3D басып шығару процестері | SLS, MJF | CNC-3, CNC-5, DMLS |
Нейлон мен металл арасындағы таңдау жүктеме талаптарына байланысты. Нейлон денеге тиетін бөлшектерге және жеңіл құрылымдық бөлшектерге сәйкес келеді. Титан мен тот баспайтын болат жоғары жүктемелерге және қайталанатын кернеу циклдеріне төтеп береді. Екі материал тобы да әртүрлі құрылғы түрлерінде қалпына келтіру экзоскелет бөлшектерін өндіруді қолдайды.
Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтіруге арналған инъекциялық қалыптау
Инъекциялық қалыптау мыңдаған бірдей пластикалық бөліктер қажет болған кезде ең жақсы жұмыс істейді. Процесс балқытылған пластикті болат қалыпқа итереді. Содан кейін қалып салқындатылып, ашылып, дайын бөлшекті тастайды. Экзоскелеттік робот бөлшектерін қалпына келтіру үшін бұл әдіс қақпақтарды, корпустарды және кабель қыстырғыштарын көп мөлшерде жасайды.
Экзоскелет бөлшектерін оңалтуда қолдану
Қақпақтарды, корпустарды және кабельдерді басқару
Әрбір экзоскелетке қорғаныс қабықшалары қажет. Қозғалтқыш қақпақтары шаңның кіруіне жол бермейді. Басқару қорабының корпустары схема тақталарын қорғайды. Кабельді басқару қысқыштары сымдарды рама бойымен өткізеді. Бұл бөлшектердің ортақ бір қасиеті бар. Олардың пішіндері күрделі, бірақ ауыр жүктемелерді көтермейді. Жақсы араласатын инъекциялық қалыптау тұтқалары. Бір циклде тегіс беттерге, кіріктірілген бекітпелерге және тіпті қабырға қалыңдығына қол жеткізесіз.
Жоғары дыбысты қосқыштар мен бекіткіштер
Кішкентай қосқыштар мен бекіткіштер тез жиналады. Бір экзоскелет ондаған қысқыштарды, ашаларды және бекіту қойындыларын пайдалануы мүмкін. Бұл бөлшектерді қалыптау өндіріс қарқыны артқаннан кейін бірлік шығындарын төмен деңгейде ұстайды. Процесс сонымен қатар қатаң өлшемдерді сақтайды. Қосқыштың мыңдаған рет орнына бекітілуі керек болған кезде бұл маңызды.
Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтірудің артықшылықтары
Масштабтағы төмен бірлік құны
Инъекциялық қалыптауға арналған құрал-жабдықтар алдын ала ақшаны қажет етеді. Болат қалыптар мыңдаған долларға тұруы мүмкін. Бірақ бұл шығын сіз жасаған әрбір бөлшекке таралады. Аз көлемде CNC және 3D басып шығару жеңеді. Жоғары көлемде қалыптау айқын таңдауға айналады. Тепе-теңдік нүктесі бөлшек өлшемі мен қалып күрделілігіне байланысты. Кішкентай қақпақтар мен қыстырғыштар үшін қалыптау көбінесе бірнеше мың бірлікті өткізгеннен кейін CNC-ден асып түседі.
Материалдың тұрақты қасиеттері және түс опциялары
Қалыпталған бөлшектер бірдей шығады. Әр цикл сайын бірдей шайыр, бірдей температура, бірдей қысым. Сіз болжамды беріктік пен үйлесімділікке ие боласыз. Түстерді сәйкестендіру де оңай. Тек шайырға пигмент қосыңыз. Бояу немесе жабын қажет емес. Бұл уақытты үнемдейді және сынудың алдын алады.
Әдеттегі инъекциялық қалыптау материалдары
Жоғары беріктіктегі қолданбаларға арналған PEEK және PEI
Медициналық деңгейдегі PEEK жоғары температураға және қайталанатын зарарсыздандыруға төтеп береді. Ол сондай-ақ химиялық заттар мен тозуға төзімді. PEI ұқсас артықшылықтарды төмен бағамен ұсынады. Екі материал да құрылымдық қақпақтар мен жүк көтергіш корпустарға сәйкес келеді. Олар кәдімгі пластиктерге қарағанда қымбатырақ, бірақ олар қиын ортада ұзақ қызмет етеді.
Икемді немесе соққыға төзімді бөлшектерге арналған ABS, PC және TPU
ABS берік және қалыптау оңай. PC соққы күші мен айқындықты арттырады. TPU ұстағыштар мен жұмсақ жанасу нүктелері үшін икемділік береді. Бұл материалдар экзоскелет роботының маңызды емес бөліктерінің көпшілігін қамтиды. Төмендегі кестеде олардың негізгі сипаттамалары салыстырылады.
| материал | Негізгі қасиет | Жалпы қолдану |
| ABS | Берік, қалыптау оңай | Қақпақтар, корпустар |
| PC | Жоғары соққы беріктігі | Қорғаныш қабықшалары |
| TPU | Икемді, жұмсақ | Тұтқалар, төсеніштер |
Дұрыс шайырды таңдау жүктемеге, зарарсыздандыру қажеттіліктеріне және шығындарға байланысты. Көптеген қалпына келтіру экзоскелет бөлшектері үшін стандартты пластмассалар жақсы жұмыс істейді.
Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтіруге арналған қаңылтыр металл бұйымдарын жасау
Металл қаңқасын жасау жалпақ қаңқаларды алып, оларды берік, жеңіл бөлшектерге айналдырады. Алдымен металды кеседі. Содан кейін оны майыстырады және тесійді. Металл қаңқасын CAM арқылы майыстыру бұл процестің маңызды кезеңі болып табылады. Ол экзоскелет қолы сияқты күрделі бөлшектерді дәл бұрыштар мен қисықтармен пішіндейді. Экзоскелет робот бөлшектерін қалпына келтіру үшін бұл әдіс рамалық пластиналарды, сенсорлық кронштейндерді және бекіту пластиналарын төмен бағамен жасайды.
Экзоскелет бөлшектерін оңалтуда қолдану
Рамалық тақталар және құрылымдық тіректер
Рамалық тақтайшалар көптеген экзоскелет конструкцияларының негізі болып табылады. Олар буындарды байланыстырады, жүктемелерді ұстайды және барлығын бір қалыпта ұстайды. Әдеттегі рамалық тақтайшаның қалыңдығы бірнеше миллиметр болуы мүмкін. Ол қатайту үшін арна немесе L пішініне бүгіледі. Бұл бөлшектер көбінесе негізгі жүктемені төменгі аяқ-қол құрылғыларында көтереді.
Сенсорлық кронштейндер және бекіту тақталары
Сенсорларды орнату үшін тұрақты орындар қажет. Кішкентай ығысу бұрыш көрсеткіштерін немесе күш өлшеулерін бұзуы мүмкін. Металл қаңылтырлар кодтағыштарды, импульстік индукторларды және күш сенсорларын орнында ұстайды. Бекіту пластиналары басқару қораптары мен батарея блоктарын да ұстайды. Бұл экзоскелет робот бөлшектерінің пішіні қарапайым, бірақ жүйенің дәлдігі үшін өте маңызды.
Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтірудің артықшылықтары
Жіңішке, жалпақ пішіндер үшін тиімді
Металл қаңылтыр бөлшектері жұқа және тегіс болған кезде жақсы жұмыс істейді. Кесу және майыстыру CNC қатты блокты фрезерлеуге қарағанда әлдеқайда арзан. Сондай-ақ, материалды аз шығындайсыз. Үлкен рамалы пластиналар үшін бұл баға айырмашылығы тез өседі. Штампталған немесе лазермен кесілген пластина өңделген пластинаның сәл ғана бөлігінің құны болуы мүмкін.
Прототиптер мен шағын партиялар үшін жылдам өңдеу
Прототип жасау қаңылтыр металлмен тез жүреді. Сіз дизайнды бірнеше сағат ішінде лазермен кесіп, майыстырып, сол күні сәйкестігін тексере аласыз. Шағын партиялар үшін ешқандай құрал-сайман қажет емес. Бұл жылдамдық командаларға қалыптар немесе құймалар үшін апталап күтпей-ақ қаңқа геометриясын жақсартуға көмектеседі.
Типтік қаңылтыр металл материалдары
Алюминий және тот баспайтын болат парақтары
5052 немесе 6061 сияқты алюминий қорытпасынан жасалған парақтар беріктік пен салмақтың арақатынасының тамаша көрсеткішін береді. Олар тот басуға төзімді және оңай майысады. Тот баспайтын болат парақтар беріктік пен тозуға төзімділікті арттырады. 304 және 316 маркалары кең таралған таңдау болып табылады. Тот баспайтын болат қымбатырақ, бірақ ол қатаң тазалау мен зарарсыздандыруға төтеп береді. Төмендегі кестеде негізгі сипаттамалар салыстырылады.
| материал | Негізгі қасиет | Жалпы қолдану |
| алюминий қорытпасы | Жеңіл, тотқа төзімді | Рамалық тақтайшалар, кронштейндер |
| Тот баспайтын болат | Мықты, тозуға төзімді | Сенсорлық бекіткіштер, жүктеме пластиналары |
Тозуға және тот басуға төзімділік үшін беттік өңдеулер
Алюминий бөлшектері көбінесе қорғаныс үшін анодталады. Экзоскелеттік қаңқа плиталары үшін екі әдіс ерекшеленеді:
- Микродоғалы тотығу (MAO) және қатты анодтау күрделі пішіндердің үстінде тығыз, байланысқан керамикалық жабын түзеді.
- Қатты анодталған немесе MAO жабыны бар тығыздалған беттер тұз шашырату сынағын ойықтарсыз ұзақ уақыт бойы өткізе алады. Сондай-ақ, олар ылғалды немесе ашық ауада кернеу коррозиясының жарылуын тоқтату үшін бетті толығымен тығыздайды.
Бұл өңдеулер бөлшектердің қызмет ету мерзімін ұзартады және құрылғыны күнделікті пайдалану үшін қауіпсіз етеді. Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтіру үшін дұрыс материалдар мен әрлеуді таңдау пайдаланушы үшін беріктік пен жайлылыққа оң әсер етеді.
Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтіруге арналған композиттік және силикон қалыптау
Композиттік бөлшектер берік, бірақ салмағы өте аз. Көміртекті талшық пен шыны талшық қабаттары металлға бірдей салмақта тең келе алмайтын қаттылықты береді. Силикон бөлшектері құрылғы теріге тиген жерде жұмсақ болып қалады. Бұл екі материалдық отбасы әртүрлі жұмыс атқарады. Екеуі де заманауи экзоскелет робот бөлшектерінде қажет.
Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтіруге арналған композиттік процестер
Қабаттау әдістері және қысу қалыптау
Қабаттау талшықты мата парақтарынан басталады. Сіз оларды қалыпқа бір-бірлеп саласыз. Эпоксидті шайыр талшықтарды бірге ұстайды. Сығымдау арқылы қалыптау үшін сіз талшықты екі қалып жартысының арасына орналастырасыз. Гидравликалық қалыптау үстелі жоғары қысым мен жылуды пайдаланады. Бұл бөлшекті бір қадамда пішіндейді және қатайтады. Процесс тиімді, өлшемі дәл және құны төмен. Ол тұрақты қасиеттері бар жоғары сапалы дайын бөлшектерді жасайды. Рамалық тақталар мен құрылымдық қабықтар бұл әдіспен жақсы үйлеседі. Ол бір негізгі бағытта беріктік қажет ететін бөлшектерге сәйкес келеді.
Жоғары беріктіктегі компоненттерге арналған шайырлы тасымалдау қалыптауы
Шайырлы тасымалдау қалыптау (RTM) басқа орнатуды пайдаланады. Бұл қатты екі бөліктен тұратын қалыпқа байланысты. Қалып ішінде арматуралық талшықты немесе дайындаманы ұстайды. Шайыр-катализатор қоспасы қыздырылған тасымалдау ыдысында ериді. Поршень оны қысыммен қалып қуысына итереді. Төмен қысым мен төмен температура процесті тұрақты ұстайды. Қалып шайыр толығымен қатқанша жабық күйінде қалады. Қатқаннан кейін сіз дайын компонентті аласыз. Вакуумдық инфузия және вакуумдық көмекші RTM сияқты нұсқалар да бар. Қыздыру уақыты, балқу температурасы, қолданылатын күш және салқындату уақыты сияқты негізгі параметрлер мұқият бақылауды қажет етеді. RTM қабырға қалыңдығының біркелкі болуын және бос орындардың аз болуын қажет ететін күрделі пішіндерге сәйкес келеді.
Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтіруге арналған силикон қалыптау
Денеге тиетін манжеттер, төсемдер және төсемдер
Пайдаланушының денесіне тиетін бөлшектер көбінесе силиконнан жасалады. Бұл материал теріге жеңіл және жұмсақ әсер етеді. Манжеттер санды немесе қолды орайды. Төсемдер қысым нүктелерін жұмсартады. Төсемдер қатты жақтау мен киюшінің терісінің арасында орналасады. Сұйық силикон резеңкесін инъекциялық қалыптау - бұл бөлшектер үшін стандартты процесс. Материал қыздырылған қалыпқа құйылып, икемді қатты затқа айналады. Жақсы жасалған силикон бөлшегінің тігістері немесе өткір жиектері болмайды. Бұл ұзақ уақыт бойы жайлылық үшін маңызды.
Жеңіл және теріге пайдалы қасиеттері
Силиконның тығыздығы төмен. Ол құрылғының тұтастай жеңіл болуына көмектеседі. Теріні тітіркендірмейді немесе аллергиялық реакциялар тудырмайды. Беті жабысқақ, бірақ қысым жараларының алдын алу үшін жеткілікті жұмсақ болып қалады. Сабын мен сумен немесе медициналық дезинфекциялық құралдармен тазалау оңай. Бұл қасиеттер силиконды киюшіге тікелей тиетін кез келген бет үшін ең жақсы таңдау етеді. Айта кету керек, силикон бактериялардың өсуіне де қарсы тұрады.
Композиттерді немесе силиконды қашан таңдау керек
Салмақты азайту және құрылымдық қаттылық
Композиттік материалдар жеңіл салмақпен қаттылық қажет болған кезде жеңіске жетеді. Көміртекті талшықты қаңқалы пластина бірдей қалыңдықтағы алюминий пластинасына қарағанда әлдеқайда жеңіл. Бірақ композиттік материалдарды жасау қымбатқа түседі. Қалыптау процесі үшін құрал-саймандар мен білікті жұмысшылар қажет. Силикон икемділік қаттылықтан маңыздырақ болған кезде жеңіске жетеді. Жүк көтеретін құрылымдар үшін композиттік материалдарды таңдаңыз. Ыңғайлы интерфейстер үшін силиконды таңдаңыз.
Ыңғайлылық, гигиена және беріктік
Силикон бөлшектері терге, майларға және бактерияларға төзімді. Оларды сүртіп тазалауға немесе зарарсыздандыруға болады. Композиттік бөлшектерді тазалау қиынырақ, себебі беті кеуектірек. Ұзақ мерзімді тозу үшін силикон ыңғайлы және гигиеналық болып қалады. Композиттік материалдар көптеген циклдар бойы құрылымын берік ұстайды. Екі материал да заманауи қалпына келтіру экзоскелет бөлшектерін жасауда маңызды. Практикалық тұрғыдан алғанда, ақылды тәсіл - әрқайсысын ең жақсы жұмыс істейтін жерде пайдалану.
Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтіру үшін маңызды материалдық қасиеттер
Оңалту экзоскелетінің бөлшектері үшін дұрыс материалды таңдау тек беріктікке ғана емес, қауіпсіздікке, жайлылыққа және құрылғының қызмет ету мерзіміне де қатысты. Тым ауыр болып көрінетін жақтау пациентті шаршатады. Теріні тітіркендіретін манжет алынып тасталады. Сондықтан сіз таңдаған материалдың қасиеттері пайдаланушының сезіміне әсер етеді.
Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтірудегі биоүйлесімділік және терінің қауіпсіздігі
ISO 10993 және цитотоксикалық талаптар
Теріге тиетін кез келген материал қатаң қауіпсіздік сынақтарынан өтуі керек. ISO 10993-5:2009, 5-бөлім, in vitro цитотоксикалық сынақтан өткізу ережелерін береді. Бұл сынақ материалдың жасушаларды өлтіретінін тексереді. Теріге тиетін материал бойынша жүргізілген бір зерттеуде экстракттар материалды сарысусыз ортада әртүрлі концентрацияда 72 сағат бойы жібіту арқылы жасалды. Содан кейін экстракттар жасуша дақылдарына қосылмас бұрын сүзгіден өткізілді. Концентрация диапазоны жасуша пішініне, қозғалысына және қызметіне әсер етуі мүмкін қалыңдықтан туындайтын мәселелерді болдырмау үшін таңдалды. Мұндай сынақ материалдың киюшіге зиян келтірмейтінін дәлелдейді.
Тиісті талдау және клиникалық емес сынақтар (мысалы, қазіргі уақытта FDA мойындаған ANSI/AAMI/ISO 10993-1, «Медициналық құрылғыларды биологиялық бағалау — 1-бөлім: Тәуекелдерді басқару процесіндегі бағалау және сынақтан өткізу», ANSI/AAMI/ISO 10993-5, «Медициналық құрылғыларды биологиялық бағалау — 5-бөлім: In vitro цитотоксикалық сынақтар» және ANSI/AAMI/ISO 10993-10, «Медициналық құрылғыларды биологиялық бағалау — 10-бөлім: Тітіркену және терінің сезімталдығына сынақтар» басылымдарында көрсетілгендей) құрылғының теріге тиетін компоненттерінің биоүйлесімді екенін растауы керек.
Гипоаллергенді және улы емес материал нұсқалары
Кейбір адамдар белгілі бір металдарға нашар реакция жасайды. Никель - кең таралған себеп. Сондықтан медициналық сапалы тот баспайтын болат 316L және титан денеге тиетін бөлшектер үшін қауіпсіз таңдау болып табылады. Силикон сонымен қатар жақсы жұмыс істейді, себебі ол аллергиялық реакциялар тудырмайды. Ол жұмсақ және жабысқақ болып қалады. Теріге тиетін кез келген бет үшін материал сертификатын тексеріңіз. Ол қорытпаның немесе полимердің биоүйлесімділік стандарттарына сәйкес келетінін растауы керек.
Экзоскелет бөліктерін қалпына келтірудегі күш пен шаршауға төзімділік
Беріктік беріктігі және жүк көтергіштігі
Иілгіштік беріктігі бөлшектің біржола майыспас бұрын қанша жүктеме көтере алатынын көрсетеді. 6061-T6 алюминий қорытпасының икемділік беріктігі 310 МПа. Ол аз жүктемелі бөлшектер мен екінші реттік құрылымдарды жақсы өңдейді. 5-сыныпты титан әлдеқайда жоғары итереді. Ол пайдаланушының толық салмағын көтеретін қосылыстар мен кронштейндерге сәйкес келеді. Тот баспайтын болат 316L ортасында орналасқан. Ол тозуға төзімді және зарарсыздандыруды өңдейді. Құрылғы арқылы өтетін жүктеме жолы қай материалдың қайда баратынын анықтайды.
Циклдік жүктеме және ұзақ мерзімді беріктік
Экзоскелеттер киюшімен бірге қозғалады. Әрбір қадам, әрбір қол жеткізу, әрбір ұстау жүктеме циклін қосады. Мыңдаған циклдар кезінде шағын кернеулер бөлшекті жарып жіберуі мүмкін. Бұл шаршау деп аталады. Шаршауға төзімділігі жоғары материалдар ұзақ қызмет етеді. Титан мен тот баспайтын болат қайталанатын кернеу кезінде жақсы жұмыс істейді. PEEK сияқты полимерлер де төзімді, бірақ олардың шектеулері бар. Дизайнерлер прототиптерді нақты әлемдегі циклдарда сынақтан өткізуі керек. Зертханада аман қалған бөлшек күнделікті пайдалануда істен шығуы мүмкін.
Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтірудегі салмақ пен ыңғайлылық
Металдар мен полимерлер тығыздығын салыстыру
Киетін құрылғылар үшін салмақ өте маңызды. Ауыр қаңқа пациентті тез шаршатады. Тығыздық - бұл жердегі негізгі көрсеткіш. Төмен тығыздық бірдей көлем үшін аз салмақты білдіреді. Төмендегі кестеде кең таралған материалдар салыстырылады.
| материал | Өнімділік беріктігі (МПа) | Шаршауға төзімділік |
| Алюминий 6061-T6 | 310 | ұстамды |
| Титан Ti-6Al-4V | биік | биік |
| Тот баспайтын болат 316L | ұстамды | биік |
| PEEK | ұстамды | ұстамды |
| Нейлон PA12 | 48 | төмен |
| Силикон | Жатпайды | төмен |
Алюминий қорытпасы төмен бағамен жоғары беріктік пен салмақ арақатынасын ұсынады. Титан қымбатырақ, бірақ беріктікті арттыра отырып, салмақты үнемдейді. PEEK және нейлон металдарға қарағанда әлдеқайда жеңіл. Олар қақпақтар мен құрылымдық емес бөлшектер үшін жақсы жұмыс істейді. Силикон манжеттер мен төсеніштер үшін жұмсақ және жеңіл болып қалады.
Қаттылықты киюшінің жайлылығымен теңестіру
Қаттылық құрылғыны бір қалыпта ұстайды. Тым қатты қаттылық қатты және ыңғайсыз сезінеді. Тым аз қаттылық бөлшектердің майысып, сызықтан шығуына мүмкіндік береді. Мақсат - тепе-теңдік. Буындар мен жақтауда қатты материалдарды пайдаланыңыз. Байланыс нүктелерінде жұмсақ материалдарды пайдаланыңыз. Бұл қоспа құрылғыны жайлылықты жоғалтпай тұрақты ұстайды. Мұндағы материалды таңдау бір ғана мінсіз таңдау туралы емес. Бұл әр бөлік үшін дұрыс қасиеттерді жұптастыру туралы. Практикалық тұрғыдан алғанда, бұл жұптастыру қалпына келтіру экзоскелетінің ауыртпалық емес, құрал сияқты сезінуіне мүмкіндік береді.
Экзоскелет робот бөлшектерінің кейс-стадилері
Төменгі аяқ-қолдың экзоскелеттік бөлігін қалпына келтіру үшін бірлескен тұрғын үй
Процесс және материалды таңдау негіздемесі
Аяқ-қол аппараты жүру кезінде киюшінің толық салмағын ұстап тұратын жамбас буынының корпусын қажет етеді. Дизайн тобы бұл бөлшек үшін 7075 алюминий қорытпасын таңдады. Бұл материалдың беріктік пен салмақ арақатынасы өте жақсы және өңдеуге тез. Корпуста қозғалысты тегіс ұстау үшін 0.1 мм шегінде қалуы керек мойынтірек тесіктері бар. Бес осьті CNC өңдеу мұнда айқын таңдау болды. Ол барлық беттерді бір орнатуда кеседі, сондықтан бөлшек дәл болып қалады. Жамбас буынының қозғалтқыш корпустары көбінесе осы тәсілді қолданады.
Өнімділік және өндіріс нәтижелері
Аяқталған корпус мыңдаған жүктеме циклдерінде шаршау сынағынан өтті. Бұрынғы болат нұсқасымен салыстырғанда бөлшектің салмағы азайды. Өндіріс процестері қайталанатын болып қалды, әрбір блок біріншісіне сәйкес келді. Бұл жағдай экзоскелет бөлшектерін қалпына келтіру үшін материалды таңдау мен процесті таңдаудың қалай бірге жұмыс істейтінін көрсетеді.
Жоғарғы аяқ-қолдың экзоскелет бөлігін қалпына келтіруге арналған сенсорлық бекіткіш
Дизайн шектеулері және өндіріс әдісі
Жоғарғы аяқ құрылғысы айналу моменті сенсорын шынтаққа жақын ұстау үшін кронштейнді қажет етті. Бекіткіш тар кеңістікке сыятын және сенсорды ±0.01 мм шегінде туралайтындай етіп орналастырылуы керек еді. Сондай-ақ, оған кіріктірілген кабельді бағыттау қажет болды. Үш осьті CNC мұнда жеткілікті болды, себебі бөлшектің беті жалпақ және қарапайым тесіктері болды. Күрделі қисықтардың болмауы бес осьті жұмыстың қажеті жоқ дегенді білдірді.
Материалды таңдау және интеграциялау қиындықтары
Топ тозуға төзімділігі мен оңай тазалануы үшін 316L тот баспайтын болатты таңдады. Бұл материал зарарсыздандыруды жақсы өткізеді. Негізгі қиындық сенсорды көлем қоспай біріктіру болды. Соңғы дизайнда бекітуші басстары бар жұқа пластина қолданылды. Ол мінсіз сәйкес келді және көрсеткіштерді тұрақты ұстады.
Балаларды оңалтудың экзоскелеттік бөлігіне арналған арнайы манжет
Пациентке тән талаптар және 3D басып шығару
Балалар тез өседі, сондықтан стандартты манжет сирек ұзақ уақытқа сәйкес келеді. Команда сканерлеу деректерінен манжеттерді тікелей жасау үшін 3D басып шығаруды қолданды. Нейлон PA12 бұл қолданба үшін жақсы жұмыс істеді. Ол жеңіл, берік және ыңғайлы болу үшін жеткілікті икемді. Әрбір манжет баланың аяқ-қол пішініне дәл сәйкес келді.
Биосәйкестік және жайлылықты тексеру
Манжет ISO 10993 цитотоксикалық сынағынан өтті. Силикон төсемі қысым нүктелерінде жұмсақтықты арттырды. Ата-аналар бірнеше апта қолданғаннан кейін терінің тітіркенуі болмағанын хабарлады. Бұл жағдай өндіріс процесі қажеттілікке сай болған кезде әрбір пациентке бейімделе алатынын дәлелдейді.
Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтіруге арналған нормативтік және сапа стандарттары
Ережелер қалпына келтіру экзоскелетінің бөлшектерін қалай құрастыратыныңызды анықтайды. Олар сондай-ақ қай нарықтарға сатуға болатынын шешеді. Ең маңызды екі үлкен құрылым. Бірі FDA-дан, ал екіншісі Еуропалық Одақтан келеді.
Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтіруге арналған медициналық құрылғылардың стандарттары
ISO 13485 және сапа менеджменті жүйелері
ISO 13485 медициналық құрылғыларға арналған сапа менеджменті ережелерін белгілейді. Ол өнім сатылғаннан кейін дизайнды, өндірісті және жасалатын қадамдарды қамтиды. ЕО MDR сәйкестікті бағалау қосымшалары арқылы осы стандартқа сілтеме жасайды. Бірақ ISO 13485 сертификатының болуы MDR-ге сәйкес келмейді. Сізге әлі де өніміңізге тән құжаттар қажет.
FDA сапа жүйесінің ережелері және ЕО MDR талаптары
FDA оны Сапа жүйесінің ережесі деп атайды. Соңғы жаңартулар оны ISO 13485 стандартына жақындатты. Бұл Сапа менеджменті жүйесінің ережесіне (СМЖ) айналады. Төмендегі кестеде екі құрылымның бір-бірінен қалай ерекшеленетіні көрсетілген.
| өлшем | FDA СМС | ЕО MDR |
| Реттеуші философия | Өндіріс процестеріне бағытталған сапа жүйесі | Құрылғының өмірлік циклі бойынша өнімді толық реттеу |
| Сапа жүйесін үйлестіру | ISO 13485 стандартына және FDA-ға тән ережелерге сәйкес келеді | ISO 13485 сілтемелері бар, бірақ өнім туралы көбірек құжаттар қажет |
| Клиникалық дәлелдемелер | Жолға байланысты өзгереді (PMA және 510(k)) | Құрылымдық клиникалық бағалауды қажет етеді |
| UDI жүйесі | FDA UDI өзінің дерекқорымен | EUDAMED-тегі UDI, FDA-дан бөлек |
| Нарықтан кейінгі қадағалау | Рецепт бойынша аз | Ашық PSUR, PMCF және үздіксіз бақылау |
| Авторизация бағыты | 510(k) рұқсаты немесе PMA мақұлдауы | Хабарландырылған органның шолуы және CE белгісі |
MDR III класты құрылғылар FDA III класты құрылғыларымен немесе PMA қажет ететін жаңа II класты құрылғылармен бірдей. MDR IIa және IIb класты құрылғылар 510(k) арқылы тексерілетін орташа қауіпті FDA II класты құрылғыларымен сәйкес келеді.
Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтіруге арналған материалдар мен процестерді сертификаттау
ISO 9001 және тұрақты өндіріс
ISO 9001 стандарты қалыпталған және өңделген бөлшектердің әрқашан бірдей шығуына көмектеседі. Сынамаларды алу алдында өндіріске дейінгі қалып тексеруі құрал-жабдықтардың дәлдігін тексереді. Өндіріс барысындағы бақылау температураны, қысымды және цикл уақытын белгіленген шектерде ұстайды. Соңғы тексеру өлшемдерді және бөлшектің сыртқы түрін растайды. Материалды сертификаттау және тексеру жазбалары бақылауды қолдайды. Бұл тәртіп медициналық робот бөлшектерінің сапасын әр жұмыс барысында жақсартады.
ISO 9001 және IATF 16949 сертификаттарына негізделген робототехника өнімдері қатаң сынақтан өтеді, дайын құрастырулардың физикалық талаптарға төтеп беретініне және қатаң сипаттамаларға сәйкес келетініне көз жеткізу үшін өндіріс процесіне сапа тексерулері енгізіледі.
Биосәйкестік және стерилизация стандарттары
Теріге тиетін бөлшектер ISO 10993 сынағынан өтуі керек. Цитотоксикалық, тітіркену және сенсибилизация сынақтары олардың қауіпсіз екенін дәлелдейді. Стерилизация әдістері әр материал үшін әртүрлі. Кейбір пластмассалар автоклав жылуына төтеп бере алады. Басқаларына этилен оксиді немесе гамма сәулеленуі қажет. Сіз таңдаған материал және стерилизация әдісі бірге жүруі керек. Бұл биоүйлесімділік және стерилизацияға төзімділік пациенттердің қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.
Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтіруге арналған құжаттама және бақылау мүмкіндігі
Құрылғының негізгі жазбалары және топтық жазбалар
Әрбір қалпына келтіру экзоскелетінің бөлігі құрылғының негізгі жазбасын қажет етеді. Онда жобалау сипаттамалары, сызбалар және процесс қадамдары сақталады. Партиялық жазбалар өндіріс кезінде не болғанын бақылайды. Бұл файлдар әрбір құрылғының өз сипаттамаларына сәйкес келетінін дәлелдейді.
Материалдық сертификаттар және процесті валидациялау
Материал сертификаттары қорытпаның немесе полимердің сапасын растайды. Процесті тексеру әдістің әрқашан жұмыс істейтінін көрсетеді. Дәл тексеру циклды жабады. Ол бұзылған бөлшектер жіберілмес бұрын ағып кетуді анықтайды. Практикалық тұрғыдан алғанда, сенімді құжаттама пациентті де, өндірушіні де қорғайды.
NOBLE: Экзоскелет бөлшектерін жобалаудан бастап құрастыруға дейін өндірісті қалпына келтіру
NOBLE экзоскелет компоненттеріне арналған металл және пластик бөлшектермен жұмыс істейді. Компания осы мақалада талқыланған барлық әдістерді қолданады. CNC өңдеу, 3D басып шығару, инъекциялық қалыптау және металл парақтарының барлығы бір шаңырақ астында жүзеге асырылады. Көптеген экзоскелеттер материалдарды араластырады. Берік металдар қосылыстар мен жақтауларға қолданылады. Пластмассалар мен силикон қалғанын жабады. Бір серіктестің болуы әртүрлі жеткізушілер арасындағы беруді азайтады.
Металл және пластик өңдеу бойынша сараптама
CNC өңдеу, 3D басып шығару, инъекциялық қалыптау және қаңылтыр металл
NOBLE төрт түрлі процестің барлығын басқарады. CNC машиналары өте қатаң төзімділікпен буын корпустарын кеседі. Бес осьті қондырғылар жамбас және тізе бөліктеріндегі күрделі қисықтарды өңдейді. CNC бөлімі қайталанатын тапсырыстар үшін тәулік бойы жұмыс істейді. 3D принтерлер пациенттерді сканерлеу деректерінен арнайы манжеттерді жасайды. Инъекциялық қалыптау көп мөлшерде қақпақтар жасайды. Табақ металл бұйымдары прототиптер үшін рама пластиналарын бірнеше сағат ішінде майыстырады.
Материалды таңдау және процесті оңтайландыру
Дұрыс материал бөлшектің не істейтініне байланысты. Жүк көтеретін қосылыстарға титан немесе алюминий сияқты берік металдар қажет. Манжеттер үшін жұмсақ силикон немесе нейлон қажет. Пластикалық қаптамалар ABS немесе PC-мен жақсы үйлеседі. Бір ғана материал барлығына сәйкес келмейді. NOBLE командасы ең жақсы үйлесімді таңдауға көмектеседі. Олар әр бөлшек үшін дұрыс материалды дұрыс процеске сәйкестендіреді. Бұл жұптастыру сапаны жоғарылатады және өндіріс шығындарын төмендетеді. Тығыз тесіктерді қажет ететін бөлшек дәл жұмыс үшін CNC орталығына барады.
Сертификаттар және сапаны қамтамасыз ету
ISO 9001 және ISO 13485
Норман Нобл ISO 13485 сертификатына ие, ол көптеген жылдар бойы стандартты сақтап келеді.
NOBLE сонымен қатар ISO 9001 стандартын ұстанады. Бұл стандарт бөлшектердің әрбір жұмыс барысында бірдей болуын қамтамасыз етеді. Әрбір процесс жазбаша қадамдардан өтеді. Әрбір ауысым бірдей параметрлерді пайдаланады. ISO 13485 сертификатымен бірге бұл стандарттар тұтынушыларға алған әрбір партияға сенімділік береді.
Толық бақылау және тексеру
Әрбір партия басынан аяғына дейін жазылып отырады. Материал сертификаттары қорытпаның немесе полимердің сапасын растайды. Тексеру жазбалары өлшемдерді және бетінің өңделуін бақылайды. Егер қандай да бір өлшем стандарттан тыс шықса, жазбаларда қашан және неліктен екені көрсетіледі. Бұл егжей-тегжейлілік деңгейі қосымша жұмыссыз аудиттерге көмектеседі.
Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтіру бойынша кешенді қызметтер
Дизайн, прототип жасау, өндіру және құрастыру
NOBLE қалпына келтіру экзоскелет бөлшектерінің бүкіл тізбегін өңдейді. Дизайн топтары таңдалған процесс арқылы бөлшектерді құрастыруды жеңілдетеді. Прототиптік сынақтар өндіріс басталғанға дейін сәйкестендіріледі. Өндіріс сізге қажетті көлемге дейін масштабталады. Құрастыру барлығын дайын құрылғыларға біріктіреді.
Тұжырымдамадан дайын құрылғыға дейін серіктестік
Ерте қатысу экзоскелет дизайны мен өндірісінде үлкен өзгеріс әкеледі. NOBLE командасы материалды таңдау, процесті таңдау және өндіріске арналған дизайн бойынша кеңес береді. Бұл жеткізу уақытын қысқартады және қайта өңдеуді қысқартады. Нәтижесінде тұжырымдамадан дайын құрылғыға дейінгі жол тегіс болады.
Қамтылған бес процесс тұқымдасы — CNC дәл өңдеу, 3D басып шығару, инъекциялық қалыптау, парақ металл жасау және композиттік немесе силикон қалыптау — әрқайсысы әртүрлі қалпына келтіру экзоскелет бөлшектері үшін ең жақсы жұмыс істейді. Алюминий қорытпасы салмақ маңызды болған кезде жақтаулар үшін жақсы. Тот баспайтын болат жоғары жүктемелі қосылыстарды өңдейді және тот басуға жақсы төзімді. Бұл корпустың жанында жақсы таңдау. Алюминий қорытпасы салмақты үнемдеу маңызды болатын екінші реттік бөлшектерге сәйкес келеді. Қажетті дәлдікке және қанша бөлшектер жасайтыныңызға қарай процесті таңдаңыз. CNC күрделі бөлшектер үшін қатаң төзімділік пен қайталанатын нәтижелер береді. Жақсы өндірістік серіктес ISO 13485 сертификатына ие және дизайннан бастап құрастыруға дейінгі барлық нәрсені өңдейді. Сапалы өндіріс әрбір партияны бақылауды қамтамасыз етеді. Болашақта жаңа әдістер экзоскелет бөлшектерін әрбір пациент үшін жеңілірек, қауіпсіз және жекешелендірілген етеді.
Экзоскелеттің қалпына келтіру бөлшектері туралы жиі қойылатын сұрақтар
Экзоскелет бөлшектерін қалпына келтіру үшін қандай өндіріс әдісін таңдауым керек?
Бұл бөлшектің пішініне, оның қаншалықты дәл болуы керектігіне және қанша қажет екеніне байланысты. CNC тығыз төзімділікті қажет ететін металл қосылыстар үшін жақсы жұмыс істейді. 3D басып шығару арнайы манжеттер мен алғашқы модельдер үшін жақсы. Инъекциялық қалыптау бірден бірнеше пластикалық қақпақтарды жасау үшін ең жақсы. Металл парақ жалпақ жақтаулы пластиналар үшін жарамды. Қажетті әдісті таңдаңыз.
Теріге тиетін экзоскелет бөліктері үшін қандай материалдар қауіпсіз?
Силикон - манжеттер мен төсеніштер үшін ең жақсы таңдау. Ол жұмсақ болып қалады, бактериялармен күреседі және ISO 10993 сынақтарынан өтеді. Медициналық сапалы тот баспайтын болат 316L және титан да теріге жақын жерде қауіпсіз. Құрамында никель бар материалдардан аулақ болыңыз.
Экзоскелеттік қосылыстар үшін CNC өңдеу және 3D басып шығару қалай салыстырылады?
CNC титан немесе алюминий қосылыстарында ±0.005 мм төзімділікке қол жеткізе алады. Бұл пайдалануға дайын өндірістік бөлшектер үшін ең жақсы таңдау. 3D басып шығару тығыз төзімділікті қажет ететін жүк көтергіш қосылыстар үшін емес, ерте модельдер мен тапсырыс бойынша жасалған манжеттер үшін ең жақсы.
Экзоскелеттің қалпына келтіру бөліктеріне қандай нормативтік стандарттар қолданылады?
ISO 13485 сапаны басқаруды қамтиды. FDA сапа жүйесінің ережелері немесе ЕО MDR ережелері сіз сататын жерге байланысты қолданылады. Теріге тиетін бөлшектер ISO 10993 биоүйлесімділік сынақтарынан өтуі керек.
Бір экзоскелет құрылғысында әртүрлі материалдарды пайдалануға бола ма?
Иә. Жалпы қолданыстағы қоспа алюминий рамаларды титан немесе тот баспайтын болаттан жасалған қосылыстармен үйлестіреді. Бұл жүктеме аз болған жерде салмақты үнемдейді және кернеу жиналған жерде беріктікті арттырады.
Экзоскелет бөлшектері үшін инъекциялық қалыптау қашан тиімді?
Инъекциялық қалыптау мыңдаған бірдей пластикалық бөлшектер қажет болған кезде ақша үнемдейді. Ол қақпақтар, корпустар, кабель қыстырғыштары және қосқыштар үшін жақсы жұмыс істейді.
Экзоскелет бөлшектерінің ұзақ қызмет етуіне қандай беттік өңдеулер көмектеседі?
Алюминий бөлшектері қатты анодталады немесе микродоғалы тотығудан өтеді. Тот баспайтын болат электрохимиялық жылтыратудан өтеді. Бұл жабындар тозумен, тотпен және тазалау химиялық заттарымен күреседі.
Экзоскелет манжеттеріне нейлон немесе силикон жақсырақ па?
Силикон денеге тиетін манжеттер үшін теріге жұмсақ және жұмсақ әсер етеді. PA12 нейлон берік және икемділікті қажет ететін құрылымдық бөлшектерге жарамды. Ыңғайлылық үшін силиконды, ал беріктік үшін нейлонды таңдаңыз.
