Requisitos de projeto e engenharia: Fatores fundamentais da Precision Medical Instruments Peças

1. Requisitos de funcionalidade e desempenho
O design de Peças de instrumentos médicos de precisão deve garantir que cada componente possa funcionar de maneira eficiente e precisa em seu ambiente pretendido. Diferentes tipos de peças de dispositivos médicos têm diferentes requisitos funcionais. Nos instrumentos cirúrgicos, o design das peças deve garantir uma boa operabilidade, durabilidade e resistência à corrosão; Em equipamentos de diagnóstico, o projeto de peças precisa garantir a precisão e a estabilidade da medição. O projeto deve considerar vários fatores, como precisão, propriedades mecânicas e adaptabilidade de temperatura exigida pelas peças para garantir que o equipamento possa funcionar corretamente sob várias condições de uso.

Os engenheiros de projeto precisam determinar a forma, tamanho, material e papel de cada parte de todo o sistema com base nesses requisitos. Os dispositivos médicos de precisão geralmente envolvem o trabalho coordenado de vários componentes.
O projeto não apenas deve garantir que cada peça atenda aos requisitos individualmente, mas também considere a cooperação mútua e a coordenação funcional entre as peças.

2. Geometria e complexidade estrutural
O projeto de peças de instrumentos médicos de precisão geralmente requer geometrias e estruturas altamente complexas, especialmente para alguns dispositivos que requerem operação precisa ou uso no corpo. Partes de instrumentos cirúrgicos, implantes ou dispositivos de monitoramento geralmente contêm características estruturais sutis, como poros minúsculos, ranhuras ou acessórios precisos, que precisam ser cuidadosamente considerados durante o estágio de design.

Essa complexidade exige que todos os detalhes no processo de design sejam rigorosamente calculados e simulados para garantir que as peças possam manter força e estabilidade suficientes sob requisitos de alta precisão. Os designers geralmente usam o software de design auxiliado por computador (CAD) para modelagem detalhada e usam análise de simulação para prever o desempenho das peças em uso real para evitar erros de design.

3. Tolerância e precisão dimensional
No projeto de peças de dispositivos médicos de precisão, o controle de tolerância é crucial. A tolerância determina a faixa de tolerância dimensional das peças, que afeta diretamente a precisão da montagem e a precisão funcional do dispositivo. Especialmente no processo de produção de dispositivos médicos, os erros dimensionais no nível da mícrons podem levar à falha ou ao uso inadequado do dispositivo.

No design de marcapassos, articulações artificiais ou instrumentos cirúrgicos, os erros de correspondência e os requisitos de tolerância das peças devem ser extremamente rigorosos. Os designers precisam determinar as dimensões de cada parte com base nesses requisitos e marcar com precisão a faixa de tolerância de cada componente. Isso não é apenas um problema de tamanho, mas também relacionado à estabilidade funcional de todo o sistema de dispositivos e à segurança dos pacientes.

Para garantir a precisão das peças, a tecnologia de medição de precisão moderna, as máquinas de medição de coordenadas (CMM), a varredura a laser etc. são frequentemente combinadas no processo de design para medir o tamanho e a forma de cada parte em detalhes para garantir que ela encontre o Padrões de design.

4. Seleção e compatibilidade de material
No projeto de peças de dispositivos médicos de precisão, a escolha dos materiais não está apenas relacionada ao desempenho, mas também intimamente relacionada à biocompatibilidade, durabilidade e adaptabilidade ambiental. Existem muitos tipos de materiais e a escolha de qual material deve ser determinado com base no cenário de uso da peça, nas propriedades mecânicas necessárias e nas propriedades do próprio dispositivo médico.

Para dispositivos implantáveis ​​(como articulações artificiais ou válvulas cardíacas), os designers precisam escolher materiais biocompatíveis, como aço inoxidável de nível médico, ligas de titânio, materiais de cerâmica ou polímeros, que devem ser capazes de entrar em contato com o tecido humano por um longo tempo sem acionar uma resposta imune. A resistência à corrosão e a resistência ao desgaste do material também são críticas, especialmente em dispositivos de uso a longo prazo.

Para algumas partes externas dos dispositivos médicos, podem precisar ser considerados suas propriedades antibacterianas, fácil limpeza e tolerância ambiental. Os designers precisam considerar as propriedades mecânicas, as propriedades químicas e a compatibilidade com o corpo humano ao selecionar materiais.

5. Assembléia e colaboração
Os dispositivos médicos de precisão são geralmente compostos de várias partes. O design precisa considerar não apenas a função e a precisão das peças individuais, mas também garantir que diferentes peças possam ser montadas e trabalhar juntas. Em um sistema de várias partes, a precisão correspondente entre peças é crucial. Os designers precisam garantir que cada peça possa corresponder com precisão a outras peças para evitar problemas de montagem muito apertados ou muito soltos.

Alguns instrumentos médicos de precisão, como equipamentos de diagnóstico de ultrassom, geralmente exigem várias peças para operar com eficiência no mesmo sistema. A coordenação entre essas partes exige que os designers considerem as interfaces, métodos de conexão e interações de cada componente em detalhes durante o projeto.

6. Fabricação e controle de custos
No projeto de peças de dispositivos médicos de precisão, além de garantir a função e o desempenho, a fabricação e o controle de custos também são fatores importantes que os engenheiros de design precisam considerar. Os designers devem avaliar se o design selecionado pode ser produzido através da tecnologia de fabricação existente e otimizar o design o máximo possível para reduzir os custos de produção.

Às vezes, projetos complexos podem ser difíceis de produzir em massa por meio de processos de fabricação convencionais. Os designers precisam escolher métodos de processamento apropriados, como processamento de CNC, corte a laser, moldagem por injeção, etc., e garantir que esses processos possam atingir a produção em massa, mantendo alta precisão.

Considerações no design da seleção de materiais, número de peças, métodos de montagem etc. também podem ajudar a reduzir os custos até certo ponto e garantir que o produto atenda aos requisitos de alta precisão e seja comercialmente competitivo.

7. Manutenção e segurança
O design das peças de dispositivos médicos de precisão também precisa levar em consideração a manutenção e a segurança do equipamento. O equipamento médico precisa trabalhar de maneira confiável por um longo tempo. Ao projetar, é necessário garantir que cada parte seja fácil de limpar, desinfetar e manter, evitando o design de peças que são facilmente danificadas ou difíceis de reparar.

O projeto de segurança do equipamento é igualmente importante. Durante o processo de projeto, a durabilidade, a resistência à quebra e a capacidade de lidar com emergências das peças devem ser consideradas para garantir que o equipamento não cause danos aos pacientes ou à equipe médica em uso real.