Les configurations de câbles en tungstène les plus courantes dans les robots chirurgicaux comprennent les configurations 8 × 19, 7 × 37 et 19 × 19.Le câble mécanique avec fil de tungstène 8 × 19 comprend 201 fils de tungstène, 7 × 37 comprend 259 fils et enfin 19 × 19 comprend 361 fils toronnés hélicoïdaux.Bien que l'acier inoxydable soit utilisé dans une variété d'applications, y compris de nombreux dispositifs médicaux et chirurgicaux, rien ne remplace les câbles en tungstène dans la robotique chirurgicale.
Mais pourquoi l'acier inoxydable, matériau bien connu pour les câbles mécaniques, est-il de moins en moins utilisé dans les motorisations de robots chirurgicaux ?Après tout, les câbles en acier inoxydable, en particulier les câbles de micro-diamètre, sont omniprésents dans les applications militaires, aérospatiales et, plus important encore, dans d'innombrables autres applications chirurgicales.
Eh bien, la raison pour laquelle les câbles en tungstène remplacent l'acier inoxydable dans le contrôle du mouvement des robots chirurgicaux n'est pas vraiment aussi mystérieuse qu'on pourrait le penser : c'est lié à la durabilité.Mais puisque la résistance de ce câble mécanique n'est pas seulement mesurée par sa résistance à la traction linéaire, nous devons tester la résistance comme mesure de performance en collectant des données à partir de nombreux scénarios adaptés aux conditions de terrain.
Prenons la structure 8×19 comme exemple.En tant que l'une des conceptions de câbles mécaniques les plus couramment utilisées pour obtenir le tangage et le lacet dans les robots chirurgicaux, le 8 × 19 surpasse largement son homologue en acier inoxydable à mesure que la charge augmente.
Notez que le temps de cycle et la résistance à la traction du câble en tungstène augmentaient avec l'augmentation de la charge, tandis que la résistance du câble en acier inoxydable alternatif diminuait considérablement par rapport à la résistance du tungstène à la même charge.
Un câble en acier inoxydable avec une charge de 10 livres et un diamètre d'environ 0,018 pouce ne fournit que 45,73% des cycles réalisés par le tungstène avec la même conception 8 × 19 et le même diamètre de fil.
En fait, cette étude particulière a immédiatement montré que même à 10 livres (44,5 N), le câble en tungstène fonctionnait plus de deux fois plus souvent que le câble en acier inoxydable.Étant donné que, comme tous les composants, les câbles micromécaniques à l'intérieur d'un robot chirurgical doivent respecter ou dépasser des exigences réglementaires strictes, le câble doit pouvoir résister à tout ce qui lui est lancé, n'est-ce pas ?Ainsi, l'analyse montre que l'utilisation d'un câble en tungstène 8×19 de même diamètre par rapport à un câble en acier inoxydable présente à la fois un avantage de résistance inhérent et garantit que le robot est alimenté par le matériau de câble plus solide et plus durable des deux options.
De plus, dans le cas de la conception 8×19, le nombre de cycles d'un câble en tungstène est d'au moins 1,94 fois celui d'un câble en acier inoxydable de même diamètre et charge.De plus, des études ont montré que les câbles en acier inoxydable ne peuvent égaler l'élasticité du tungstène, même si la charge appliquée est progressivement augmentée de 10 à 30 livres.En fait, l'écart entre les deux matériaux de câble augmente.Avec la même charge de 30 livres, le nombre de cycles passe à 3,13 fois.La découverte la plus importante est que les marges n'ont jamais diminué (jusqu'à 30 points) tout au long de l'étude.Le tungstène a toujours eu un nombre de cycles plus élevé, avec une moyenne de 39,54 %.
Bien que cette étude ait examiné des fils de diamètres spécifiques et des conceptions de câbles dans un environnement hautement contrôlé, elle a démontré que le tungstène est plus résistant et fournit plus de cycles avec des contraintes précises, des charges de traction et des configurations de poulies.
Travailler avec un ingénieur en mécanique du tungstène pour atteindre le nombre de cycles requis pour votre application robotique chirurgicale est essentiel.
Qu'il s'agisse d'acier inoxydable, de tungstène ou de tout autre matériau de câble mécanique, deux assemblages de câbles ne desservent pas le même enroulement primaire.Par exemple, les microcâbles ne nécessitent généralement pas les torons eux-mêmes, ni les tolérances serrées presque impossibles des raccords appliqués au câble.
Dans de nombreux cas, il existe une certaine flexibilité dans le choix de la longueur et de la taille du câble lui-même, ainsi que de l'emplacement et de la taille des accessoires.Ces dimensions constituent la tolérance du câble assemblé.Si votre fabricant de câbles mécaniques peut mettre en œuvre des assemblages de câbles qui respectent les tolérances de l'application, ces assemblages ne peuvent être utilisés que dans leur environnement réel.
Dans le cas des robots chirurgicaux, où des vies sont en jeu, le respect des tolérances de conception est le seul résultat acceptable.Il est donc juste de dire que les câbles mécaniques ultra-fins qui imitent chaque mouvement du chirurgien font de ces câbles l'un des plus sophistiqués de la planète.
Les assemblages de câbles mécaniques qui vont à l'intérieur de ces robots chirurgicaux occupent également de petits espaces exigus et exigus.Il est en fait étonnant que ces assemblages de câbles en tungstène s'intègrent parfaitement dans les canaux les plus étroits, sur des poulies pas plus grandes que la pointe du crayon d'un enfant, et effectuent les deux tâches tout en maintenant le mouvement à un nombre prévisible de cycles.
Il est également important de noter que votre ingénieur câble peut conseiller à l'avance les matériaux de câble, ce qui peut économiser du temps, des ressources et même des coûts, qui sont des variables clés lors de la planification d'une stratégie de mise sur le marché solide pour votre robot.
Avec la croissance rapide du marché de la robotique chirurgicale, le simple fait de fournir des câbles mécaniques pour faciliter le mouvement n'est plus acceptable.La rapidité et la position avec lesquelles les fabricants de robots chirurgicaux commercialiseront leurs merveilles dépendront certainement de la facilité avec laquelle les produits seront prêts pour la consommation de masse.C'est pourquoi il est important de noter que vos ingénieurs mécaniciens recherchent, améliorent et créent ces assemblages de câbles chaque jour.
Par exemple, il s'avère souvent que les projets de robotique chirurgicale peuvent commencer avec la résistance, la ductilité et la capacité de comptage de cycles de l'acier inoxydable, mais utilisent toujours le tungstène à un stade ultérieur du développement de la robotique.
Les fabricants de robots chirurgicaux ont généralement utilisé l'acier inoxydable au début de la conception des robots, mais ont ensuite choisi le tungstène en raison de ses performances supérieures.Bien que cela puisse sembler être un changement soudain dans l'approche du contrôle de mouvement, il ne fait que se faire passer pour un.Le changement de matériau est le résultat d'une collaboration obligatoire entre le fabricant du robot et les ingénieurs mécaniciens embauchés pour fabriquer les câbles.
Les câbles en acier inoxydable continuent de s'imposer comme un incontournable sur le marché des instruments chirurgicaux, en particulier dans le domaine des équipements endoscopiques.Cependant, bien que l'acier inoxydable soit capable de supporter le mouvement pendant les procédures endoscopiques/laparoscopiques, il n'a pas la même résistance à la traction que son homologue plus fragile mais plus dense et donc plus résistant (appelé tungstène).résistance à la traction résultante.
Alors que le tungstène est parfaitement adapté pour remplacer l'acier inoxydable comme matériau de câble de choix pour les robots chirurgicaux, il est impossible d'apprécier l'importance d'une bonne collaboration entre les fabricants de câbles.Travailler avec un ingénieur expérimenté en mécanique de câbles ultra-minces garantit non seulement que vos câbles sont produits par des consultants et des fabricants de classe mondiale.Choisir le bon fabricant de câbles est également un moyen infaillible de vous assurer que vous accordez la priorité à la science et au rythme d'amélioration du plan de construction, ce qui vous aidera à atteindre vos objectifs de contrôle de mouvement plus rapidement que vos concurrents essayant d'atteindre le même objectif.
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