Annuncio ufficiale del conseguimento

Lanciamo ufficialmente ilSerie Jingmoualloggiamenti distali ultraprecisi, che segnano una svolta fondamentale nella tecnologia di integrazione dell'estremità distale degli endoscopi. Dotato di tolleranze dimensionali e di posizione estreme di ±0,005 mm, il prodotto incapsula perfettamente telecamere in miniatura, fibre ottiche di illuminazione, canali di fluidi e canali di lavoro dello strumento in uno spazio dal diametro minimo di soli 1,5 mm. Combinando la microfresatura CNC a 5 assi con la lavorazione a scarica microelettrica (micro‑EDM), abbiamo ottenuto una produzione senza bave di complesse geometrie multilume con profili interni nitidi, fornendo una base strutturale impeccabile per endoscopi 3D e assistiti da robot ad alta definizione di prossima generazione.

Background della ricerca e sviluppo e punti critici

La produzione di componenti distali di endoscopi convenzionali è stata a lungo vincolata dal compromesso tra i dueintegrazione funzionale e resistenza strutturale. Per ospitare sensori CMOS/CCD sempre più miniaturizzati, moduli ottici con pixel più alti e canali funzionali aggiuntivi, le strutture interne dell'alloggiamento sono diventate più complesse. Tuttavia, i metodi di lavorazione tradizionali (ad esempio foratura, fresatura a 2,5 assi) faticano a produrre lumi di forma irregolare e di alta precisione su microscala. Gli angoli interni poco nitidi causano un disallineamento a livello di micron dei componenti ottici, provocando distorsioni dell'immagine, perdita del percorso ottico o illuminazione non uniforme. Bave e microirregolarità all'interno dei lumi graffiano delicati fasci di fibre e cavi dei sensori, costituendo una delle principali cause di guasto prematuro del dispositivo. Il feedback clinico indica che circa il 15% dei problemi di qualità dell'immagine dell'endoscopio (come vignettatura, distorsione e anomalie dei pixel) derivano da un'insufficiente precisione di produzione degli alloggiamenti distali.

Innovazioni tecnologiche fondamentali

• Processo ibrido di microfresatura collegata a 5 assi e micro‑EDMAbbiamo sviluppato un flusso di lavoro di produzione ibrido proprietario diprima la fresatura, poi la finitura per elettroerosione. Innanzitutto, vengono utilizzate microfrese in lega ultradura con un diametro minimo di 0,1 mm su una macchina CNC a 5 assi per eseguire microfresature a livello di micron su acciaio inossidabile di grado medico o lega di titanio, formando preliminarmente lumi primari. La micro-EDM viene quindi applicata ad angoli interni ad angolo retto di precisione, scanalature strette e profonde e nervature ultrasottili (fino a 0,05 mm) inaccessibili alle frese. Grazie agli algoritmi di medicazione degli elettrodi in linea e di compensazione del percorso sviluppati internamente, la micro‑EDM raggiunge una precisione dimensionale di ±2 μm e una rugosità superficiale di Ra inferiore o uguale a 0,2 μm, realizzando perfettamente angoli interni acuti e superfici prive di bave.
• Sistema di compensazione della lavorazione a circuito chiuso basato su sonde a bordo macchinaNelle macchine utensili sono integrati sonde a contatto ad alta precisione e interferometri a luce bianca. Dopo le principali fasi di lavorazione, vengono condotte misurazioni in situ del pezzo per acquisire dati in tempo reale, comprese le dimensioni del lumen, la precisione della posizione e la circolarità. Il sistema confronta i dati misurati con i modelli CAD, prevede l’usura degli utensili e gli errori di deformazione termica tramite algoritmi di intelligenza artificiale e compensa dinamicamente nelle successive fasi di lavorazione. Ciò controlla la deviazione standard delle fluttuazioni dimensionali critiche da lotto a lotto entro 0,0015 mm, consentendo una produzione di massa con tolleranza estrema.
• Tecnologia di finitura superficiale su nanoscala multistadioLa post-elaborazione prevede un flusso di lavoro in tre fasi:lucidatura elettrochimica—lucidatura magnetoreologica—pulizia con CO₂ supercritica. La lucidatura elettrochimica rimuove diversi micron di materiale superficiale per attenuare i micropicchi e gli avvallamenti. La lucidatura magnetoreologica offre una finitura su scala nanometrica per aree critiche come le superfici di montaggio ottico, ottenendo una finitura a specchio (Ra inferiore o uguale a 0,05 μm). La pulizia finale con CO₂ supercritica rimuove completamente le particelle residue su scala submicronica e le pellicole d'olio senza danni, creando un substrato ideale per il successivo incollaggio sterile e l'allineamento preciso dei componenti ottici.

Meccanismo di lavoro

Il meccanismo principale di questo prodotto risiede nelcostruendo un sistema di coordinate fisiche assolutamente preciso per la luce e l'informazione. Ogni lume e superficie di posizionamento all'interno dell'alloggiamento funge da base di microassemblaggio per componenti ottici ed elettronici. Una tolleranza di ±0,005 mm garantisce che la deviazione dell'asse ottico tra il piano del sensore della fotocamera e il gruppo di lenti ottiche sia mantenuta al di sotto della soglia per la distorsione percepibile dell'immagine. Gli angoli interni affilati consentono il montaggio senza spazi di componenti ottici irregolari (ad esempio, sensori CMOS a forma di D), prevenendo i micromovimenti causati dall'espansione e dalla contrazione termica durante la sterilizzazione o l'uso clinico. I canali interni privi di bave proteggono le fibre ottiche da 125 μm di diametro dai danni durante inserimenti e ritiri ripetuti, garantendo luminosità e uniformità di illuminazione costanti. Le pareti delle nervature ultrasottili ma uniformi (0,05 mm) massimizzano l'utilizzo dello spazio interno mantenendo allo stesso tempo la rigidità strutturale complessiva tramite un design ottimizzato per gli elementi finiti, resistendo alle sollecitazioni complesse generate quando l'endoscopio si piega all'interno del corpo umano.

Convalida delle prestazioni

Nei test di allineamento ottico, i moduli endoscopio dotati di alloggiamenti Jingmou raggiungono un errore di coassialità inferiore a 0,01 gradi tra l'asse ottico della fotocamera e l'asse meccanico e un parallelismo entro 1 secondo d'arco tra il piano focale dell'obiettivo e il piano del sensore, superando di gran lunga gli standard del settore. Sui grafici di test con risoluzione standard ISO 8600‑3, l'endoscopio finito mostra una differenza di attenuazione MTF (Modulation Transfer Function) inferiore al 5% tra le regioni centrali e periferiche, dimostrando una coerenza di allineamento ottico superiore. Nei test di affidabilità, dopo 5 000 cicli di sterilizzazione ad alta temperatura e alta pressione, le modifiche dimensionali delle superfici di montaggio delle chiavi sono inferiori a 0,002 mm, senza che si osservi corrosione o generazione di particelle all'interno dei lumi. I dati applicativi di diversi produttori di endoscopi mostrano che l'adozione di questo alloggiamento aumenta la resa al primo passaggio dell'ispezione complessiva della qualità dell'immagine in media del 18% e riduce i tassi di riparazione post-vendita causati da problemi dei componenti distali del 60%.

Strategia e filosofia di ricerca e sviluppo

Sosteniamo la filosofia di ricerca e sviluppo:La precisione è la pietra angolare dell’integrazione e la struttura è portatrice della funzione. Il nostro approccio strategico èderivare la precisione dei componenti dai requisiti a livello di sistema. Invece di perseguire indicatori di lavorazione isolati per le singole parti, ci impegniamo profondamente con la progettazione ottica e di sistema dei clienti, comprendendo le catene di tolleranza di allineamento per i moduli fotocamera, i limiti del raggio di curvatura per i fasci di fibre e i requisiti idrodinamici per i canali di irrigazione. Queste richieste a livello di sistema vengono progressivamente scomposte e mappate in tolleranze di produzione e requisiti di superficie per ogni caratteristica geometrica dell'alloggiamento. A tal fine, abbiamo creato un team di progettazione congiunto interdisciplinare che copre l'ottica, la meccanica e la scienza dei materiali. Viene adottata la tecnologia Model‑Based Definition (MBD), che utilizza modelli 3D contenenti tutte le tolleranze e le annotazioni come unica fonte di verità per la progettazione e la produzione, garantendo una trasmissione senza perdite dall'intento progettuale ai prodotti finiti.

Prospettive future

In futuro, gli alloggiamenti distali si evolveranno oltre i componenti strutturali passivipiattaforme intelligenti attive. Stiamo sviluppando alloggiamenti integrati con strutture di microguida della luce, in cui guide d'onda ottiche microstrutturate all'interno dell'alloggiamento sostituiscono le funzioni parziali della fibra di illuminazione per liberare ulteriormente lo spazio interno. Nel frattempo, esploriamo la produzione additiva diretta di microcanali incorporati all’interno di alloggiamenti per la somministrazione locale di farmaci o il controllo della temperatura. Guardando più avanti, facciamo ricercaproduzione integrata di materiali eterogenei, con l'obiettivo di modellare direttamente zone funzionali isolanti o bioattive di ceramica/polimero in posizioni specifiche su alloggiamenti metallici, realizzando l'integrazione monolitica di funzioni strutturali, elettriche e biologiche. Entro il 2030, prevediamo di lanciarepunte distali intelligenti sensorialiincorporati con sensori MEMS miniaturizzati (ad es. pressione, temperatura, pH), che consentono agli endoscopi di acquisire dati biochimici multidimensionali in tempo reale insieme all'imaging, inaugurando una nuova era dell'endoscopia diagnostica.