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Tipps zur Konstruktion mit linearen Komponenten für medizinische Geräte

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Geringere Belastung bei höherer Präzision, extreme Beanspruchung und Mikrogrößen.

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Die Entwicklung medizinischer Geräte schreitet schnell voran und erfordert höhere Standards, um Probleme mit der medizinischen Haftung zu vermeiden. Bei der Entwicklung von linearen Bewegungskomponenten ist es wichtig, frühzeitig zusammenzuarbeiten, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Die Spezifikationen einiger medizinischer Anwendungen können die Möglichkeiten von Standardprodukten aus dem Katalog übersteigen. Wenn dies bereits in einem frühen Stadium des Entwicklungsprozesses bekannt ist, kann die Zusammenarbeit solche Probleme später reduzieren.

Zu den erforderlichen Fähigkeiten oder Merkmalen, die in den ersten gemeinsamen Sitzungen besprochen werden sollten, gehören die Leistungsspezifikationen des Kunden für die erwartete Lebensdauer des Produkts, die Umgebungsbedingungen, die Materialauswahl und die Abmessungen. Nehmen Sie dann Verbesserungen in das Design auf, um die Anforderungen der meisten medizinischen Anwendungen zu erfüllen. In vielen Fällen werden Sie feststellen, dass eine modifizierte Version einer Standard-Bewegungskomponente den Anforderungen gerecht wird.

Die Ingenieure von FUYU gehen bei der Entwicklung medizinischer Geräte wie folgt vor. Sobald Sie die Spezifikationen des Herstellers des medizinischen Geräts haben, bestimmen Sie die Prioritäten für die Konstruktion:

- Leistung: Tragfähigkeit und Länge/Bewegungsbereich

- Effizienz: hochpräzise/niedrigpräzise

- Genauigkeit: Steigungsgenauigkeit gemessen in Mikrometern

- Hüllkurve: Größe und Kompaktheit

- Materialbeschränkungen: rostfreier Stahl, Magnetismus/Nichtmagnetismus, radioaktive Elemente, usw.

- Betriebsumgebung: kein direkter Kontakt mit Patienten oder Befestigung am menschlichen Körper, usw.

Durchführung von Entwurfsprüfungen in verschiedenen Phasen. Die Überprüfungen sollten umfassende, systematische und dokumentierte Untersuchungen umfassen, mit denen die Angemessenheit der Anforderungen und die Erfüllung dieser Anforderungen durch den Entwurf bewertet werden.

Ein Kugelumlaufspindel-Entwurf ist zum Beispiel nicht praktikabel, wenn er nicht konsistent und effizient hergestellt werden kann. Professionelle Software stellt eine ganze Reihe von integrierten Modellierungs- und Simulationsfunktionen zur Verfügung, um die Herstellbarkeit eines Entwurfs zu gewährleisten.

Trends bei medizinischen Geräten

Die FUYU-Ingenieure haben die folgenden Veränderungen bei den Anforderungen an lineare Komponenten festgestellt:

Geringere Belastung bei höherer Präzision

Mit der Verlagerung hin zu physisch kleineren medizinischen Geräten sinken die Anforderungen an die Tragfähigkeit, aber die Anforderungen an die Präzision sind immer noch hoch. Der Kugelgewindetrieb mit kleinem Durchmesser ist ein Beispiel für eine Linearkomponente, die diese Anforderungen erfüllt. Diese metrisch basierte Produktlinie bietet Durchmesserbereiche von 6 bis 12 mm. Die Tragfähigkeit beträgt 40 bis 100 lb mit einer Steigungsgenauigkeit im Mikrometerbereich.

Extreme Beanspruchung oder hygienische Anforderungen

Immer mehr Anwendungen erfordern Produkte, die hohen Arbeitszyklen und Reinraumanforderungen gerecht werden. Das modulare Linearantriebssystem aus Edelstahl ist ein Beispiel für ein Lineargerät, das solche Zyklusanforderungen sowie die sterilen Anforderungen von pharmazeutischen, medizinischen und Reinraumanwendungen erfüllt. Ein Abdeckband aus rostfreiem Stahl umhüllt die quadratischen Aluminiumprofile. Es schützt den Aktuator, wenn er ätzenden Reinigungslösungen ausgesetzt ist. Die Abdeckung ersetzt eine typischere Faltenbalgabdeckung, wodurch auch dieses spezielle Verschleißproblem beseitigt wird.

Mikro-Größen

Die Medizintechnik- und Optikindustrie verlangt zunehmend nach kleineren Kugelgewindetrieben. Die Miniaturisierung geht jedoch über Werkstoffe und Werkzeuge hinaus, was die Hersteller dazu veranlasst hat, Produktionsprobleme im Zusammenhang mit den Mikrodurchmessern von gerollten Kugelgewindetrieben anzugehen und zu lösen. Eine gerollte Spindel mit einem Durchmesser von 4 mm und einer Steigung von 1 mm erfordert auch Mikrogrößen für die Mutter und den Rest der Baugruppe.