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Apr 13, 2023

Un caso para el cable de tungsteno: control de movimiento en robots quirúrgicos

1 de abril de 2022 Por Contenido patrocinado .019 Ø, 19×19 con extremos soldados con plasma.

1 de abril de 2022 Por Contenido patrocinado

.019 Ø, 19×19 con extremos soldados por plasma.

Entre las construcciones de cable de tungsteno más comunes utilizadas en la robótica quirúrgica se incluyen configuraciones de 8×19, 7×37 y 19×19. El cable mecánico de tungsteno 8×19 consta de 201 filamentos de tungsteno, mientras que el 7×37 incluye 259 y, por último, el 19×19 posee 361 hilos helicoidales. Y aunque el acero inoxidable sirve para una serie de aplicaciones, incluidos numerosos dispositivos médicos y quirúrgicos, no hay sustituto para el cable de tungsteno en aplicaciones de robótica quirúrgica.

Pero, ¿por qué el acero inoxidable, un material de cable mecánico tan célebre, es cada vez menos popular para accionar el movimiento en los robots quirúrgicos? Después de todo, el cable de acero inoxidable, particularmente en diámetros en miniatura, se usa de manera omnipresente en aplicaciones militares, aeroespaciales y, lo que es más importante para el tema, en innumerables otras aplicaciones de dispositivos quirúrgicos.

Bueno, la razón por la que el cable de tungsteno está reemplazando al acero inoxidable en el control de movimiento robótico quirúrgico es en realidad menos misteriosa de lo que uno podría pensar: se trata de fuerza. Pero debido a que la fuerza de dicho cable mecánico no se mide simplemente por su fuerza de tracción lineal, debemos probar la fuerza,como una métrica de rendimiento, mediante la recopilación de datos de muchos escenarios apropiados para el campo.

Tomemos, por ejemplo, construcciones de 8×19. Una de las construcciones de cable mecánico más utilizadas para lograr cabeceo y guiñada en un robot quirúrgico, 8×19 supera drásticamente a sus contrapartes de acero inoxidable precisamente a medida que aumenta la carga.

Cable de tungsteno 8×19 vs. cable de acero inoxidable

Tenga en cuenta que a medida que aumentaba la carga, el recuento de ciclos y la resistencia a la tracción mejoraron con el cable de tungsteno, mientras que la alternativa del cable de acero inoxidable, bajo carga idéntica, perdió drásticamente el ritmo con la resistencia del tungsteno.

El cable de acero inoxidable, cargado a 10 lb, aproximadamente 0,018" de Ø solo logra el 45,73 % de los ciclos que el tungsteno logra con la misma construcción de 8×19, diámetro del cable.

De hecho, lo que este estudio en particular reveló bastante instantáneamente fue que, incluso a 44,5 N (10 lb), el cable de tungsteno exhibió más del doble de ciclos que el cable de acero inoxidable. Dado que, como todos los componentes, el cable mecánico en miniatura que se encuentra dentro de un robot quirúrgico debe cumplir o superar los estrictos requisitos reglamentarios, el cable debe tolerar cualquier cosa que se le arroje, ¿verdad? Por lo tanto, el análisis demuestra que el uso del cable de tungsteno de 8 × 19 del mismo diámetro sobre el cable de acero inoxidable posee ventajas de resistencia inherentes, pero también garantiza que el robot esté alimentado por un material de cable que es más fuerte y duradero de estas dos opciones.

Yendo más allá, y nuevamente en el caso de la construcción 8×19, los cables de tungsteno produjeron un mínimo de 1,94 veces el número de ciclos del acero inoxidable del mismo diámetro y carga. Es más, el estudio mostró que incluso cuando la carga aplicada se incrementó gradualmente de 10 lb a 30 lb, el cable de acero inoxidable nunca alcanzó la resiliencia del tungsteno. De hecho, los márgenes se hicieron cada vez más distantes entre los dos materiales de cable. Alcanzando hasta 3,13 veces los ciclos con las mismas cargas de 30 lb. Y un hallazgo aún más destacado fue que los márgenes nunca se redujeron durante todo el estudio (hasta 30 lb). El tungsteno siempre logró un recuento de ciclos más alto, en un promedio de 39,54 %.

Si bien este estudio examinó diámetros de alambre específicos y construcciones de cables dentro de un entorno estrictamente controlado, se llevó a cabo para demostrar que el tungsteno es más fuerte y puede lograr una mayor cantidad de ciclos, bajo tensiones precisas, cargas de tracción y configuraciones de poleas.

Cable de tungsteno de 0,0145 Ø, 8×19 con hipotubo estampado y manguito.

Consulte a los expertos en cables de tungsteno en miniatura

Para lograr el recuento de ciclos, es esencial que su aplicación de robótica quirúrgica colabore con sus ingenieros de cables mecánicos de tungsteno.

No importa si se trata de acero inoxidable, tungsteno o cualquier otro material de cable mecánico, no hay dos conjuntos de cables que sirvan a los mismos maestros. A menudo, las aplicaciones de cables en miniatura, por ejemplo, no requieren que el hilo en sí, ni los accesorios aplicados al cable alcancen tolerancias casi imposibles.

En muchos casos, la desviación en la longitud y el tamaño del cable en sí, así como la ubicación y sí, el tamaño de los accesorios son algo flexibles. Tales medidas son las que componen eltolerancia(s) del conjunto de cables. Siempre que su fabricante de cables mecánicos pueda lograr un conjunto de cables que se encuentre dentro de las tolerancias de las aplicaciones, los componentes solo estarán listos para usarse en su entorno real.

En el caso de la robótica quirúrgica, donde hay vidas en juego, lograr las tolerancias del diseño es el único resultado aceptable. Por lo tanto, se puede argumentar que los cables mecánicos ultrafinos que imitan cada movimiento del cirujano hacen que estos cables se encuentren entre los más sofisticados de la Tierra.

Los conjuntos de cables mecánicos que van dentro de estos robots quirúrgicos también ocuparán espacios pequeños, abarrotados y compactos. De hecho, no deja de sorprender cómo estos conjuntos de cables de tungsteno se anidan perfectamente dentro de los canales más estrechos, sobre poleas no más grandes que la punta del crayón de un niño y logran ambas cosas mientras soportan el movimiento a lo largo de un ciclo predecible.

.019 Ø, hilo de tungsteno 19×19.

Cable de acero inoxidable sustituido por tungsteno

También es importante tener en cuenta que sus ingenieros de cables pueden asesorar sobre el material del cable con la suficiente anticipación para ahorrar tiempo, recursos y tal vez incluso costos, todos los cuales son variables clave al planificar una estrategia reflexiva de lanzamiento al mercado para su robot.

Con un mercado de robótica quirúrgica explosivo, ya no es aceptable simplemente suministrar los cables mecánicos que se utilizan para ayudar a lograr el movimiento. El ritmo y el aplomo con los que un fabricante de robótica quirúrgica lleva su maravilla al mercado ciertamente está influenciado por la facilidad con la que el producto está listo para el consumo masivo. Por eso es importante tener en cuenta que sus ingenieros mecánicos de cables estudian, perfeccionan y construyen estos conjuntos de cables a diario.

No es raro, por ejemplo, encontrar que un proyecto de robótica quirúrgica puede comenzar con una certeza de acero inoxidable.fortaleza,maleabilidadyContador de Cícloscapacidades, pero aún recurren al tungsteno más adelante en el desarrollo de su robot.

Es cierto.

Los fabricantes de robótica quirúrgica a menudo llegan al acero inoxidable al principio del diseño del robot, pero luego optan por el tungsteno debido a sus datos superiores. Y si bien esto puede parecer un cambio abrupto en las consideraciones de control de movimiento, solo se disfraza como tal. El cambio de material es el resultado de la indispensable colaboración entre los fabricantes del robot y los ingenieros mecánicos de cable contratados para producir los cables.

Cable de tungsteno de 0,019 Ø, 19×19 con un accesorio de manguito estampado.

Conclusión

El cable mecánico de tungsteno para robótica quirúrgica se ha ganado su lugar en la mesa.

El cable de acero inoxidable continúa demostrando ser un elemento básico de los mercados de instrumentación quirúrgica, específicamente en el espacio de dispositivos endoscópicos. Sin embargo, a pesar de todo su poder para apoyar el movimiento en los procedimientos quirúrgicos endoscópicos/laparoscópicos, el acero inoxidable simplemente no produce las mismas resistencias a la tracción que su contraparte más frágil, pero mucho más densa y, en consecuencia, más fuerte conocida como tungsteno.

Y por muy adecuado que sea el tungsteno para desbancar al acero inoxidable como el material de cable elegido para la robótica quirúrgica, tampoco se puede entender la importancia de una sólida colaboración por parte de los fabricantes de cables. Trabajar con ingenieros experimentados en cables mecánicos ultrafinos no solo garantiza que sus cables sean fabricados por asesores y fabricantes de clase mundial. Elegir el fabricante de cables correcto también es una manera segura de prometer que está priorizando tanto el perfeccionamiento de la ciencia como la cadencia de su plan de construcción, lo que lo ayuda a realizar sus ambiciones de control de movimiento más rápido que los competidores que intentan lograr las mismas cosas.

Contenido patrocinado por Carl Stahl Sava Industries