הודעת הישג רשמית

בהסתמך על מומחיות עמוקה בעיבוד שבבי דיוק רב-צירי ועיבוד שבבי מיקרו-מיוחד, התגברנו בהצלחה על אתגרי ייצור עבור תאים דיסטליים מרובי לומנים בעלי צפיפות גבוהה ואי-סדירים והשקנו אתסדרת MixCore. מבלי להגדיל את הקוטר החיצוני, סדרה זו מאפשרת שילובים מורכבים של לומנים אסימטריים לרבות פרופילים בצורת D, מלבניים וטרפזיים בתוך המארז, ומעבדת ביציבות צלעות מחיצה דקות במיוחד בעובי של 0.05 מ"מ בלבד המפרידות בין לומנים סמוכים. פריצת דרך זו מאפשרת לאנדוסקופים מהדור הבא לשלב חיישני תמונה בגודל גדול יותר, ערוצים פונקציונליים יותר (למשל, ערוצי אספקת מים/אספקת אוויר/שאיבה/מכשירים ייעודיים) וחיישני עזר, המובילים את מגמת העיצוב של פונקציות מודולריות ואינטגרציה דיסטלית בצפיפות גבוהה בקצה האנדוסקופ.

רקע מו"פ ונקודות כאב

התקדמות מהירה באבחון ובטיפול אנדוסקופי עורר צמיחה נפיצה בדרישות תפקודיות לקצות מרוחקות: מהתבוננות פשוטה ועד השקיה בו-זמנית, שאיבה, ביופסיה, התערבויות טיפוליות (למשל, לייזר, תדר רדיו), וחישה רב-ממדית (למשל, לחץ, אולטרסאונד). עם זאת, קטרים ​​חיצוניים של אנדוסקופים מוגבלים על ידי לומן טבעי של גוף האדם ואינם ניתנים להגדלה אינסופית. מהנדסים נאלצים אפוא לארגן ערוצים שונים בשטח חתך מוגבל (למשל, הקצה המרוחק של אנדוסקופ עיכול בקוטר 2.8 מ"מ), בדומה לתכנון מתווה עירוני מיניאטורי. קידוח מעגלי קונבנציונלי אינו יעיל עם ניצול שטח נמוך ואינו יכול ליצור לומן לא סדיר כדי להכיל רכיבים שאינם גליליים. יתרה מכך, עיבוד צלעות מחיצה דקות במיוחד עבור לומנים מופרדים גורם בקלות לכיפוף צלעות, שבר או חוסר סובלנות ממדי עקב קשיחות כלי לא מספקת, כוחות חיתוך או דפורמציה תרמית - אזור אי-יציאה מוכר אוניברסלי בייצור.

חידושי ליבה טכנולוגיים

1. פריסת לומן ועיצוב צלעות מבוסס טופולוגיהאנו עוסקים ומספקים שירותי אופטימיזציה הנדסית משלב התכנון הרעיוני של הלקוחות. באמצעות אלגוריתמים של אופטימיזציה של טופולוגיה, אנו מייצרים באופן אוטומטי רשת צלעות מבוזרת בצורה מיטבית תחת אילוצים של קווי מתאר חיצוניים נתונים ודרישות מרחביות של רכיבים. מכוון לקשיחות הכוללת מקסימלית וריכוז מתח מינימלי, האלגוריתם מייצר גיאומטריות צלעות ביוניות (למשל, צלעות מעוקלות, צלעות חלת דבש) במקום מחיצות ישרות פשוטות. עיצוב זה מאפשר אפילו לצלעות בעובי 0.05 מ"מ להשיג התנגדות לכיפוף ולחיצה יוצאת דופן, תוך הנחת בסיס עיצובי אפשרי לעיבוד שבבי.
2. עיבוד שבבי סריקה מיקרו-חשמלית (μ-EDM)עבור צלעות דקות במיוחד, חריצים צרים עמוקים ופרופילים לא סדירים, אנו מאמצים בעיקר עיבוד שבבי פריקה מיקרו-חשמלית. פיתחנו עיבוד שבבי פריקה בסריקה בשכבות באמצעות מיקרו-אלקטרודות בקטרים ​​של 0.02-0.1 מ"מ. על ידי שליטה מדויקת באנרגיה חד פעמית ופערי פריקה, השחתת חומר בקנה מידה מיקרוני מושגת עם כמעט אפס כוח עיבוד, הימנעות עיוות הנגרמת על ידי אקסטרוזיה של צלעות דקות מחיתוך מכני. בשילוב עם אסטרטגיית תיאום מרובת אלקטרודות ופיצוי בלאי אלקטרודות מקוון, מבני לומן עם חתכים ועומקים דו-ממדיים מורכבים שרירותיים של מספר מילימטרים מעובדים בדיוק של ±3 מיקרומטר.
3. מיקרו כרסום במהירות גבוהה במיוחד עם דיכוי רעידות מקווןעבור אזורים הניתנים לכרסום, אנו משתמשים בציר מנוע מהיר במיוחד עם מהירות סיבוב של עד 160 000 סל"ד בשילוב עם כרסמות מיקרו-קצה מאוזנות דינמית (קוטר מינימלי: 0.1 מ"מ). כלי מכונות משלבים מערכת בקרת רעידות אקטיבית המונעת פטפוט שנוצר בזמן חיתוך בזמן אמת באמצעות מפעילים פיזואלקטריים. בינתיים, אסטרטגיות מתקדמות כגון כרסום ניקור ואינטרפולציה סלילנית, יחד עם שימון כמות מינימלית (MQL), ממזערות את כוחות החיתוך ומייעלים את פיזור החום במהלך עיבוד צלעות דקות במיוחד, תוך שמירה על יציבות ממדית וניצול הצלעות.

מנגנון עבודה

הערך הליבה של הבתים מסדרת MixCore טמוןהגדרה מחדש של המבנה המרחבי של קצות אנדוסקופ דיסטלי. בעיקרו של דבר, המבנים הרב-לומנים המורכבים שלהם פועלים כמפיצי מיקרו-נוזלים וצינורות מחושבים במדויק. לומנים בצורת D או מלבניים עוטפים היטב חיישני תמונה של CMOS, ומשחררים שטח פינתי מעוגל יקר לסידור חבילות סיבי תאורה. חתכי נוזלים אופטימליים של תעלות השקיה ויניקה ייעודיות מפחיתים סיכוני סתימה ומשפרים את היעילות. תעלות השמורות לבדיקות אולטרסאונד מיניאטוריות או סיבי לייזר כוללות מבנים הנחיה ואיטום מדויקים בכניסות. בין היחידות הפונקציונליות הללו מפרידות צלעות בעובי 0.05 מ"מ - דקות אך חזקות, כמו קירות נושאי עומס בבניינים רבי קומות. מיוצרים מפלדת אל-חלד או מסגסוגת טיטניום בעלת חוזק גבוה וממוטבים באמצעות עיצוב טופולוגיה ביונית, הם מאפשרים העברת מתח אחידה על פני רשת הצלעות ומונעים שבר הנגרם על ידי ריכוז מתח מקומי. כך הופך הבית כולו למנשא פונקציונלי מיניאטורי המאזן ניצול שטח גבוה במיוחד ושלמות מבנית.

אימות ביצועים

ערכנו בדיקות קיצוניות על תאים מסדרת MixCore: בבדיקת לחץ, תעלות נוזל פנימיות עצמאיות נותרו נקיות מדליפות תחת לחץ של 0.5 MPa ללא התקשרות בין לומנים סמוכים. בדיקות טעינת מיקרו-גשושית על צלעות בגודל 0.05 מ"מ גילו שהן עומדות בפני כוחות רוחביים העולים על 5N ללא עיוות פלסטי או שבר, העולה בהרבה על עומסים בפועל בשימוש. כאשר הורכבו לאנדוסקופים, ערוצים פונקציונליים המשולבים בפנים (סיבים אופטיים, חוטים, מכשירים) לא הראו נזק או ירידה בביצועים שנגרמו על ידי עיוות של בית לאחר עשרות אלפי מחזורי כיפוף עייפות המדמים פריסטלטיקה של המעי. מקרים של יישום לקוח מראים שיצרן אחד השתמש בטכנולוגיה זו כדי לשלב תעלת לייזר בהבחנה גבוהה, ערוץ לייזר אחד, ערוץ סיב תאורה אחד, מצלמה אחת, ערוץ סיב אחד. תעלת מכשיר עבודה בקוטר 1.2 מ"מ לתוך קצה אורטרוסקופ בקוטר 3.5 מ"מ, משיגה אינטגרציה פונקציונלית חסרת תקדים. מוצר זה קיבל את אישור ה-FDA והושק בהצלחה לשוק.

אסטרטגיית מו"פ ופילוסופיה

אנו ממשיכים את האסטרטגיה שלעיצוב וייצור משולבים מוכווני פונקציה. עבור רכיבים אולטרה-מורכבים כגון מארזים דיסטליים, העיצוב והייצור חייבים להיות משולבים עמוקות מההתחלה. המהנדסים שלנו משמשים הן כמעצבים והן כמומחים לתהליכים. מה שאנו מספקים ללקוחות הוא לא רק שירותי עיבוד שבבי, אלא פתרונות מלאים מרשימות בדיקה פונקציונליות ועד עיצובים הניתנים לייצור. בנינו מסד נתונים נרחב של "יכולת תכונה-תהליכים", המאפשר התאמה מהירה של כל קונספט עיצובי חדש עם תהליכי ייצור מאומתים או הפעלת פיתוח תהליכים חדשים. הפילוסופיה שלנו היא:שום צורה גיאומטרית אינה ניתנת לייצור; רק שיטות ייצור נותרו בלתי נתגלו. אנו רואים בכל הזמנה בעלת קושי גבוה הזדמנות להתקדמות טכנולוגית, המחויבות לדחיפת גבולות של ייצור מדויק ולהסרת מחסומים למזעור ואינטגרציה של מכשור רפואי.

Outlook עתידי

אינטגרציה עתידית בקצות הדיסטליים של האנדוסקופ תתפתח לקראתהרכבה של מיקרו-מערכת והיתוך הטרוגני. אנו בוחנים יציקה היברידית המשלבת יציקה מיקרו עם בתי מתכת כדי לפתח טכנולוגיות יציקה משניות עבור ספינות פלסטיק מדויקות או רכיבים פונקציונליים, תוך יצירת מבנים דיסטליים מחומר היברידי. בינתיים, אנו חוקרים היווצרות ישירה של תכונות פונקציונליות משובצות כגון שסתומי מיקרו-נוזל וחריצי הרכבה של מסננים אופטיים בתוך תאים במהלך העיבוד. במבט קדימה, אנו מתמקדים בשילוב מערכות מיקרו-אלקטרו-מכניות (MEMS) עם מארזים. בעתיד, פונקציות אופטיות חלקיות או חיישן עשויות להיות מיוצרות ישירות על מצעי סיליקון או זכוכית של בתים, ובסופו של דבר ישיגו את מטרת המזעור האולטימטיבית שלשבב כקצה דיסטלי, פתיחת אופקים חדשים לאבחון וטיפול לא פולשני או פולשני במיוחד.