Le configurazioni di cavi in ​​tungsteno più comuni nei robot chirurgici includono le configurazioni 8×19, 7×37 e 19×19.Il cavo meccanico con filo di tungsteno 8×19 include 201 fili di tungsteno, 7×37 include 259 fili e infine 19×19 include 361 fili elicoidali.Sebbene l'acciaio inossidabile sia utilizzato in una varietà di applicazioni, inclusi numerosi dispositivi medici e chirurgici, non vi è alcun sostituto per i cavi di tungsteno nella robotica chirurgica.
Ma perché l'acciaio inossidabile, un materiale ben noto per i cavi meccanici, è sempre meno popolare negli azionamenti dei robot chirurgici?Dopotutto, i cavi in ​​acciaio inossidabile, in particolare i cavi di microdiametro, sono onnipresenti nelle applicazioni militari, aerospaziali e, soprattutto, in innumerevoli altre applicazioni chirurgiche.
Bene, il motivo per cui i cavi di tungsteno stanno sostituendo l'acciaio inossidabile nel controllo del movimento dei robot chirurgici non è così misterioso come si potrebbe pensare: ha a che fare con la durata.Ma poiché la forza di questo cavo meccanico non è misurata solo dalla sua resistenza alla trazione lineare, dobbiamo testare la resistenza come misura delle prestazioni raccogliendo dati da molti scenari adatti alle condizioni sul campo.
Prendiamo come esempio la struttura 8×19.Essendo uno dei progetti di cavi meccanici più comunemente utilizzati per ottenere beccheggio e imbardata nei robot chirurgici, l'8×19 supera di gran lunga la controparte in acciaio inossidabile all'aumentare del carico.
Si noti che il tempo di ciclo e la resistenza alla trazione del cavo di tungsteno sono aumentati con l'aumentare del carico, mentre la resistenza del cavo alternativo in acciaio inossidabile è diminuita drasticamente rispetto alla resistenza del tungsteno allo stesso carico.
Un cavo in acciaio inossidabile con un carico di 10 libbre e un diametro di circa 0,018 pollici fornisce solo il 45,73% dei cicli raggiunti dal tungsteno con lo stesso design 8×19 e lo stesso diametro del filo.
In effetti, questo particolare studio ha immediatamente dimostrato che anche a 10 libbre (44,5 N), il cavo in tungsteno ha funzionato più del doppio della frequenza del cavo in acciaio inossidabile.Dato che, come tutti i componenti, i cavi micromeccanici all'interno di un robot chirurgico devono soddisfare o superare severi requisiti normativi, il cavo dovrebbe essere in grado di resistere a qualsiasi cosa gli venga lanciata, giusto?Pertanto, l'analisi mostra che l'utilizzo dello stesso cavo di tungsteno 8×19 di diametro rispetto al cavo in acciaio inossidabile ha sia un vantaggio di resistenza intrinseco che garantisce che il robot sia alimentato dal materiale del cavo più resistente e durevole delle due opzioni.
Inoltre, nel caso del design 8×19, il numero di cicli di una fune metallica in tungsteno è almeno 1,94 volte quello di una fune metallica in acciaio inossidabile dello stesso diametro e carico.Inoltre, gli studi hanno dimostrato che i cavi in ​​acciaio inossidabile non possono eguagliare l'elasticità del tungsteno, anche se il carico applicato viene gradualmente aumentato da 10 a 30 libbre.In effetti, il divario tra i due materiali del cavo sta aumentando.Con lo stesso carico di 30 libbre, il numero di cicli aumenta a 3,13 volte.La scoperta più importante è stata che i margini non sono mai diminuiti (fino a 30 punti) durante tutto lo studio.Il tungsteno ha sempre avuto un numero di cicli più elevato, con una media del 39,54%.
Sebbene questo studio abbia esaminato fili di diametri specifici e progetti di cavi in ​​un ambiente altamente controllato, ha dimostrato che il tungsteno è più forte e fornisce più cicli con sollecitazioni precise, carichi di trazione e configurazioni delle pulegge.
Lavorare con un ingegnere meccanico di tungsteno per raggiungere il numero di cicli richiesti per la tua applicazione robotica chirurgica è fondamentale.
Che si tratti di acciaio inossidabile, tungsteno o qualsiasi altro materiale per cavi meccanici, non esistono due gruppi di cavi che servono lo stesso avvolgimento primario.Ad esempio, di solito i microcavi non richiedono i trefoli stessi, né le strette tolleranze quasi impossibili dei raccordi applicati al cavo.
In molti casi, esiste una certa flessibilità nella scelta della lunghezza e delle dimensioni del cavo stesso, nonché della posizione e delle dimensioni degli accessori.Queste dimensioni costituiscono la tolleranza del gruppo cavi.Se il produttore di cavi meccanici può implementare gruppi di cavi che soddisfano le tolleranze dell'applicazione, questi gruppi possono essere utilizzati solo nel loro ambiente effettivo.
Nel caso dei robot chirurgici, dove sono in gioco vite umane, il raggiungimento delle tolleranze di progettazione è l'unico risultato accettabile.Quindi è corretto affermare che i cavi meccanici ultrasottili che imitano ogni mossa del chirurgo rendono questi cavi tra i più sofisticati del pianeta.
Anche i gruppi di cavi meccanici che vanno all'interno di questi robot chirurgici occupano spazi piccoli, angusti e angusti.In realtà è sorprendente che questi gruppi di cavi in ​​tungsteno si inseriscano perfettamente nei canali più stretti, su pulegge non più grandi della punta della matita di un bambino, e svolgano entrambe le attività mantenendo il movimento a un numero prevedibile di cicli.
È anche importante notare che il tuo ingegnere di cavi può consigliare i materiali dei cavi in ​​anticipo, risparmiando potenzialmente tempo, risorse e persino costi, che sono variabili chiave quando pianifichi una solida strategia di go-to-market per il tuo robot.
Con il mercato della robotica chirurgica in rapida crescita, la semplice fornitura di cavi meccanici per facilitare il movimento non è più accettabile.La velocità e la posizione con cui i produttori di robot chirurgici immettono sul mercato le loro meraviglie dipenderanno sicuramente dalla facilità con cui i prodotti saranno pronti per il consumo di massa.Ecco perché è importante notare che i tuoi ingegneri meccanici ricercano, migliorano e creano questi gruppi di cavi ogni giorno.
Ad esempio, spesso si scopre che i progetti di robotica chirurgica possono iniziare con la forza, la duttilità e la capacità di conteggio dei cicli dell'acciaio inossidabile, ma utilizzano ancora il tungsteno in una fase successiva dello sviluppo della robotica.
I produttori di robot chirurgici in genere utilizzavano l'acciaio inossidabile all'inizio della progettazione del robot, ma in seguito hanno scelto il tungsteno per le sue prestazioni superiori.Anche se questo può sembrare un improvviso cambiamento nell'approccio al controllo del movimento, è solo mascherato da tale.Il cambio di materiale è il risultato di una collaborazione obbligatoria tra il produttore del robot e gli ingegneri meccanici assunti per fabbricare i cavi.
I cavi in ​​acciaio inossidabile continuano ad affermarsi come punto fermo nel mercato degli strumenti chirurgici, in particolare nel campo delle apparecchiature endoscopiche.Tuttavia, mentre l'acciaio inossidabile è in grado di supportare il movimento durante le procedure endoscopiche/laparoscopiche, non ha la stessa resistenza alla trazione della sua controparte più fragile ma più densa e quindi più forte (chiamata tungsteno).resistenza alla trazione risultante.
Mentre il tungsteno è ideale per sostituire l'acciaio inossidabile come materiale di scelta dei cavi per i robot chirurgici, è impossibile apprezzare l'importanza di una buona collaborazione tra i produttori di cavi.Lavorare con un esperto ingegnere meccanico di cavi ultrasottili non solo garantisce che i tuoi cavi siano prodotti da consulenti e produttori di livello mondiale.La scelta del produttore di cavi giusto è anche un modo infallibile per assicurarti di dare la priorità alla scienza e al ritmo del miglioramento del piano di costruzione, che ti aiuterà a raggiungere i tuoi obiettivi di controllo del movimento più velocemente rispetto ai concorrenti che cercano di raggiungere lo stesso.
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