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應用案例

Spiralock 醫療

發表時間 : 2017-07-11

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發表部門 :

緊固件在醫療植入應用中麵臨的挑戰:

植入中要求嚴謹操作

成千上萬次的負載沒有重新固定的機會

不接受粘膠劑和其它附加鎖緊裝置


SPIRALOCK 緊固件保障醫療設備的可靠性

醫療設備製造商需要保證自己的產品免受衝擊、振動和螺紋鬆動的影響,以提高可靠性,避免出現擔保問題。 


對於醫療設備來說,失效是絕不容許的。從激光器、核磁共振成像掃描儀、膝關節和植入式心髒起搏器等重要/靈敏設備到聽診器等簡單儀器,當關係到生命或生活質量時,醫療設備必須是可靠的。 

在醫療領域,擔保索賠居高不下,25 家美國最大的製造商每年要花 150 億美元;處理這些索賠會消耗掉整個行業內公司 2.5% 到 4.5% 的收入。醫療行業比其他領域有更高的目標,必須避免或快速、經濟地處理與緊固件故障相關的客戶滿意度問題和擔保問題。 

由於藥品作用於人體內部和外部,C 形夾和特殊支撐環等緊固件顯得太累贅並且費用昂貴。由於重複負荷、衝擊和振動鬆脫必須果斷處理,傳統的緊固件容易因鬆脫而轉動、剝脫、剪切,並不總是適合。事實上,通過測試發現傳統緊固件的前兩個螺紋要承受多達 80% 的負荷,可能造成剝脫或剪切,而後麵的外螺紋則“浮動”在內螺紋之間。 

醫療設備製造商通過各種新技術成果克服了這些問題。最有趣也是最簡單的一種解決方案即是被稱為 Spiralock 的創新自鎖緊固件。由於其獨特的設計,即使負荷和振動大到足以破壞緊固件,Spiralock 也能夠抵抗鬆動。 

保護醫療設備免受衝擊、振動和擔保問題的侵擾 通過積極修改設計以增強可靠性,醫療/藝術激光技術公司 Lumenis 最近試圖維護其重要的激光校準精度。在使用標準螺紋牙形的情況下,運輸或使用過程中可能會出現校準問題,傳統鎖緊技術不太適合該任務。 

“AG8亚游官网希望增加設計的健壯性,以更好地抵禦運輸以及搬運過程中的衝擊和振動。”負責激光設計的 Lumenis 研發工程師 Peter Hines 說。
 

Hines 排除了化學粘合劑,因為它們可能會排放出氣體物質,堆積在靈敏鏡片上,對其性能造成不良影響。他對鎖緊墊圈等傳統技術也不太滿意,因為會增加重量和複雜性,並且達不到預期的鎖緊能力。Lumenis 最後選擇了 Spiralock 自鎖緊固件。 

Spiralock 與眾不同的地方在於內螺紋根部的 30º 楔形坡道(而傳統緊固件使用 60º 螺紋)。在鎖模負荷下,任何標準凸形螺栓上的螺紋紋路都沿與 Spiralock 楔形坡道相反的方向緊密繪製。這不僅消除了導致振動鬆動的側向運動,並且將螺紋聯接的負荷分布到所有從屬螺紋上,麻省理工學院的研究報告證明了這一點。第一條從屬螺紋上的負荷百分比大大低於傳統的螺紋牙形,進一步降低螺栓失效的可能性,提高了產品性能。 

“AG8亚游官网正在使用 Spiralock 自鎖緊固件,以減輕AG8亚游官网對係統關鍵性精度校準的顧慮。”Hines 說。“憑借其耐衝擊和振動的性能,AG8亚游官网避免了螺絲鬆脫並保持關鍵性校準以增強可靠性。” 

麵臨產品可靠性問題,或其部件在大型 OEM 係統中使用的超精密設備和儀器的製造商,開始轉向 Spiralock, 其自鎖緊固件能夠承受微振動並限製微小但明顯的扭轉負荷。 

通過使用 Spiralock 的自鎖螺紋牙形,製造商可以提高生產力、耐用性、效益並獲得可複製的製造過程,不用再生產成千上萬個像倉庫裏那些最終會變成昂貴廢金屬的零件。 

轉向生產 Spiralock 緊固件通常是快速無縫的,隻需要換一下傳統螺母、鋼絲螺套或簡單地對現有的帶不可靠標準螺紋孔的零件進行鑽孔和重新攻絲。 

醫療設備性能的未來 隨著醫療設備、裝置、植入物的可靠性變得越來越重要,對耐受性的要求變得更加嚴格,像 Spiralock 自鎖緊固件這樣的創新技術越來越廣泛地應用於醫療領域。 

由於其抗振動性、可靠的鎖緊功能,Spiralock 緊固件可將假肢、心髒泵及核磁共振成像儀中的各種部件固定在一起;心髒起搏器和植入式心髒除顫器等心血管設備以及牙科、整形外科手術器械和 CT 掃描中的應用也正在考慮中。
 


當植入物需要伴隨終生時,新型緊固件螺紋牙形技術是關鍵


由於病人的生命以及手術醫生和醫療設備公司的聲譽與醫療植入物的性能利害攸關,其性能要求是所有行業裏最嚴厲之一。然而,盡管植入物應用了最新的技術,但是它們仍然需要簡單的緊固件才能正常工作。一旦進入人體,這些緊固件通常要忍受病人整個生命期內的苛刻負載和數百萬次的衝擊。 


由於這些緊固件如此重要,醫療設備製造商已開始利用獨特的 Spiralock 螺紋設計的技術優勢,不僅可以應對振動和衝擊,而且不管植入物是永久的還是臨時的,都能保障產品質量和性能。


在 Biomet, Inc. 開發新型人工膝關節植入物時,其創新的研發非常依賴於螺紋緊固件來保證經受反複負荷而不出現鬆動。膝關節植入手術通常是永久性的,因此植入裝置必須要能在患者的一生中正常工作,不出現故障。通過二次或三次手術來重新固定植入物是不可取的。傳統的緊固方法(如附加鎖緊部件、粘合劑、塞片和襯墊)會被人體排斥,在植入物使用過程中也是不可接受的。 

Biomet 的最後選擇是卡式鎖緊緊固件和 Spiralock 螺紋牙形。大規模的疲勞試驗表明,卡式緊固件在重負荷下容易鬆動,而 Spiralock 不會出現這樣的狀況,無論測試時間有多長、測試條件有多嚴格。在人體中工作數年後,沒有一個采用 Spiralock 螺紋牙形緊固的螺絲出現鬆動。