As configurações de cabo de tungstênio mais comuns em robôs cirúrgicos incluem configurações 8×19, 7×37 e 19×19.Cabo mecânico com fio de tungstênio 8×19 inclui 201 fios de tungstênio, 7×37 inclui 259 fios e, finalmente, 19×19 inclui 361 fios torcidos helicoidais.Embora o aço inoxidável seja usado em uma variedade de aplicações, incluindo vários dispositivos médicos e cirúrgicos, não há substituto para os cabos de tungstênio na robótica cirúrgica.
Mas por que o aço inoxidável, um material bem conhecido para cabos mecânicos, é cada vez menos popular nos acionamentos de robôs cirúrgicos?Afinal, cabos de aço inoxidável, especialmente cabos de microdiâmetro, são onipresentes em aplicações militares, aeroespaciais e, mais importante, em inúmeras outras aplicações cirúrgicas.
Bem, a razão pela qual os cabos de tungstênio estão substituindo o aço inoxidável no controle de movimento do robô cirúrgico não é tão misteriosa quanto se pode pensar: tem a ver com durabilidade.Mas como a resistência desse cabo mecânico não é medida apenas por sua resistência à tração linear, precisamos testar a resistência como uma medida de desempenho coletando dados de vários cenários adequados para condições de campo.
Vamos pegar a estrutura 8×19 como exemplo.Como um dos designs de cabos mecânicos mais comumente usados ​​para obter inclinação e guinada em robôs cirúrgicos, o 8×19 supera em muito o desempenho do homólogo de aço inoxidável à medida que a carga aumenta.
Observe que o tempo de ciclo e a resistência à tração do cabo de tungstênio aumentaram com o aumento da carga, enquanto a resistência do cabo de aço inoxidável alternativo diminuiu drasticamente em comparação com a resistência do tungstênio na mesma carga.
Um cabo de aço inoxidável com uma carga de 10 libras e um diâmetro de aproximadamente 0,018 polegadas fornece apenas 45,73% dos ciclos alcançados pelo tungstênio com o mesmo design 8×19 e diâmetro de fio.
Na verdade, esse estudo específico mostrou imediatamente que, mesmo com 10 libras (44,5 N), o cabo de tungstênio funcionou duas vezes mais do que o cabo de aço inoxidável.Dado que, como todos os componentes, os cabos micromecânicos dentro de um robô cirúrgico devem atender ou exceder os rigorosos requisitos regulamentares, o cabo deve ser capaz de resistir a qualquer coisa lançada contra ele, certo?Assim, a análise mostra que usar o mesmo cabo de tungstênio 8 × 19 de diâmetro em comparação com o cabo de aço inoxidável tem uma vantagem de resistência inerente e garante que o robô seja alimentado pelo material de cabo mais forte e durável das duas opções.
Além disso, no caso do projeto 8×19, o número de ciclos de um cabo de aço de tungstênio é pelo menos 1,94 vezes o de um cabo de aço inoxidável com o mesmo diâmetro e carga.Além disso, estudos mostraram que os cabos de aço inoxidável não podem igualar a elasticidade do tungstênio, mesmo que a carga aplicada seja gradualmente aumentada de 10 para 30 libras.Na verdade, a diferença entre os dois materiais de cabo está aumentando.Com a mesma carga de 30 libras, o número de ciclos aumenta para 3,13 vezes.A descoberta mais importante foi que as margens nunca diminuíram (para 30 pontos) ao longo do estudo.O tungstênio sempre teve maior número de ciclos, com média de 39,54%.
Embora este estudo tenha examinado fios de diâmetros específicos e projetos de cabos em um ambiente altamente controlado, ele demonstrou que o tungstênio é mais forte e fornece mais ciclos com tensões precisas, cargas de tração e configurações de polias.
Trabalhar com um engenheiro mecânico de tungstênio para atingir o número de ciclos necessários para sua aplicação robótica cirúrgica é fundamental.
Seja aço inoxidável, tungstênio ou qualquer outro material de cabo mecânico, não há dois conjuntos de cabos que sirvam ao mesmo enrolamento primário.Por exemplo, geralmente os microcabos não requerem os próprios fios, nem as tolerâncias apertadas quase impossíveis dos acessórios aplicados ao cabo.
Em muitos casos, existe alguma flexibilidade na escolha do comprimento e tamanho do próprio cabo, bem como na localização e tamanho dos acessórios.Essas dimensões constituem a tolerância do conjunto do cabo.Se o fabricante do cabo mecânico puder implementar conjuntos de cabos que atendam às tolerâncias da aplicação, esses conjuntos só poderão ser usados ​​em seu ambiente real.
No caso de robôs cirúrgicos, onde vidas estão em jogo, alcançar tolerâncias de projeto é o único resultado aceitável.Portanto, é justo dizer que os cabos mecânicos ultrafinos que imitam cada movimento do cirurgião fazem desses cabos alguns dos mais sofisticados do planeta.
Os conjuntos de cabos mecânicos que vão dentro desses robôs cirúrgicos também ocupam espaços pequenos e apertados.É realmente incrível que esses conjuntos de cabos de tungstênio se encaixem perfeitamente nos canais mais estreitos, em polias não maiores que a ponta de um lápis de criança, e façam as duas tarefas enquanto mantêm o movimento em um número previsível de ciclos.
Também é importante observar que seu engenheiro de cabos pode aconselhar materiais de cabo com antecedência, economizando tempo, recursos e até mesmo custos, que são variáveis ​​importantes ao planejar uma estratégia sólida de entrada no mercado para seu robô.
Com o mercado de robótica cirúrgica em rápido crescimento, simplesmente fornecer cabos mecânicos para auxiliar o movimento não é mais aceitável.A velocidade e a posição com que os fabricantes de robôs cirúrgicos trazem suas maravilhas ao mercado certamente dependerão da facilidade com que os produtos estarão prontos para o consumo em massa.É por isso que é importante observar que seus engenheiros mecânicos pesquisam, melhoram e criam esses conjuntos de cabos todos os dias.
Por exemplo, muitas vezes acontece que os projetos de robótica cirúrgica podem começar com a resistência, a ductilidade e a capacidade de contagem de ciclos do aço inoxidável, mas ainda usam o tungstênio em um estágio posterior do desenvolvimento da robótica.
Os fabricantes de robôs cirúrgicos normalmente usavam aço inoxidável no início do projeto do robô, mas depois escolheram o tungstênio devido ao seu desempenho superior.Embora isso possa parecer uma mudança repentina na abordagem do controle de movimento, é apenas disfarçado como um.A troca de material é resultado de uma colaboração obrigatória entre o fabricante do robô e os engenheiros mecânicos contratados para fabricar os cabos.
Os cabos de aço inoxidável continuam a se estabelecer como um grampo no mercado de instrumentos cirúrgicos, especialmente na área de equipamentos endoscópicos.No entanto, embora o aço inoxidável seja capaz de suportar o movimento durante procedimentos endoscópicos/laparoscópicos, ele não tem a mesma resistência à tração que seu equivalente mais frágil, mas mais denso e, portanto, mais forte (chamado tungstênio).resistência à tração resultante.
Embora o tungstênio seja ideal para substituir o aço inoxidável como material de cabo preferido para robôs cirúrgicos, é impossível avaliar a importância de uma boa colaboração entre os fabricantes de cabos.Trabalhar com um experiente engenheiro mecânico de cabos ultrafinos não apenas garante que seus cabos sejam produzidos por consultores e fabricantes de classe mundial.Escolher o fabricante de cabo certo também é uma maneira infalível de garantir que você priorize a ciência e o ritmo da melhoria do plano de construção, o que o ajudará a atingir suas metas de controle de movimento mais rapidamente do que os concorrentes que tentam alcançar o mesmo.
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