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    淮陰工學院學生團隊改造磨削全工位一體機 ,提高手術刀生產工藝

    2023-04-24

    “成功了 !手術刀磨削全工位一體機終於成功產出了手術刀 !我們真的成功了 !”實驗室響起一陣歡呼聲 。淮陰工學院自動化學院“柳葉飛刀”項目團隊經過兩年多的實驗 ,終於成功改造出手術刀磨削全工位一體機。

    團隊成員張誌榮 、張宇昂 、袁泉 、劉若欣 、王凱 、羅樂天 、楊樂、許玉成 、龔聲宇 、伍樹鵬 、何均豪 、陳佳豪 ,在唐中一等指導老師的幫助下 ,克服磨削過程中生產效率低 、產品品質差的技術難題 ,采用獨特的應力控製結構 ,實現係統作業標準化 ,磨削工藝智能化 。

    “柳葉飛刀”項目的發起人張誌榮是淮陰工學院2019級電氣工程及其自動化專業學生 ,他與團隊成員在一次對手術刀磨削工廠的實地調查中 ,發現很多磨削工人的手上都有大大小小的傷疤 ,工人的口罩上附著著厚厚的金屬粉塵 。

    “你們是自動化專業的大學生 ,有沒有什麽辦法 ,改變這樣的現狀呢 ?” 易維智控企業負責人說 。手術刀磨削工廠的實地調查結束之後 ,想要幫助該企業改變現狀的初衷下 ,張誌榮團隊結合專業特色 ,產生了設計一款可以實現手術刀自動磨削設備的想法 。

    2020年初 ,在唐中一老師的支持下 ,“柳葉飛刀”項目團隊著手建立 ,並在學院對接 、支持下,進駐實驗室開展研究,開啟追夢之旅 。

    在項目指導教師唐中一看來 ,雖然實地調查讓張誌榮團隊初步了解了手術刀磨削的基本情況 ,但是團隊必須牢固基礎 ,做足準備 ,從廣泛市場調研中 ,了解“需求” ,“白手”起家 。在唐中一老師指導和鼓勵下 ,大家開始查閱眾多文獻 ,深入開展市場調研 。他們發現手術刀作為外科手術中必不可少的工具 ,目前 ,國內醫療器械企業大多是采用國產刀剪磨床 、砂帶機等設備進行手術刀刃口磨削 ,仍為傳統磨削工藝 ,精度僅憑經驗磨削 ,生產刀麵不平整,生產效率低下;國外刀剪製造廠家普遍采用刀剪磨床 、自動研磨機等先進設備進行刃口磨削加工 ,這些設備均是機械化半自動或自動操作 。截止目前 ,國內 、外都沒有手術刀片刃口磨削的專用設備 。

    手術刀磨削的市場“痛點”找到了 ,如何針對“痛點”拿出解決方案 ?團隊成員從線上到線下 ,從查閱資料到實地觀摩 ,百餘次的線下線上會議 ,一百多個G的群文件 ,熬過的數不清的夜 ,項目團隊銳意進取 ,廣泛市場調研 ,力求技術進步。

    唐中一說 ,在調研 、研究過程中 ,團隊發現多工位並行運行是設備功能豐富 、生產效率較高的一種生產方式 。

    這無疑給項目團隊指引了一個有的放矢的方向 。

    2021年1月 ,為了更加確認並了解手術刀市場 ,項目團隊再次進行調研 ,並將重點放在不同類別手術刀的市場需求 、手術刀的產品需求上 。

    通過分析曆年數據 ,項目團隊發現2020年全球手術刀片市場規模已達 19億元 ,主要應用於體外診斷 、心髒病學和影像診斷三大領域 。

    而在傳統人工磨削和機械化磨削之前 ,機械化磨削有著生產效率高 、產品精度高 、成本更低等競爭優勢 。

    “同時 ,我們也發現市場上手術刀存在精磨不均勻 、拋光效果差 、機械化生產效果不理想的現狀 。”唐中一說 。

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    在各技術領域專家方麵 ,自動化學院更是馬不停蹄進行對接。

    從軟件到硬件 ,從專家教授到實驗室 、實物成型 ,在自動化學院的扶持下 ,項目迅速步入正軌 。

    “刀刃磨削機的砂輪配合安裝結構” 、“手術刀片成品下料存儲裝置” 、“用於多工位手術刀片刃口磨削機的旋轉底座裝置” 、“一種手術刀刃口磨削機的夾具”……曆時500餘天 ,1500餘次實驗 ,拿下10項技術成果專利 。

    學生張誌榮在團隊中負責機械改造設計 ,他說,新改造出的手術刀磨削全工位一體機設置裝料 、上粗磨 、下粗磨 、上精磨 、下精磨 、上拋光 、下拋光及卸料八道工序同時進行 ,生產合格率達99% ,一台設備磨削刀片約3000片/天 。

    這期間 ,在一鍵切換磨削手術刀片類型功能研發上 ,項目團隊在苦覓了四個月之後 ,終於通過數控直線插補技術找到了突破口 。

    項目團隊成員袁泉說 ,“我們的設備操作簡單 ,在一台設備上 ,8道工序同時進行 ,而且一人可同時操作10台設備 ,所以效率大大提高 ,每人每天可磨削5萬片左右 ,工人們再也不用擔心手被劃破啦 !”

    由“柳葉飛刀”項目團隊研發的術刀磨削全工位一體機已經日臻成熟並投入市場 ,團隊已與江蘇易維智控科技有限公司 、上海複星淮陰醫療器械有限公司簽訂合作協議 ,進行產品的研製與生產 。

    項目團隊通過手術刀生產延長產業鏈 ,直接帶動就業40餘人 ,間接帶動上下遊行業就業500餘人 ,推動教學與工程實踐相結合 ,助力電氣工程 、自動化 、軟件工程等專業應屆畢業生高質量就業 。

    如今 ,“柳葉飛刀”項目團隊已有15位來自電氣工程及其自動化 、自動化 、電子商務等不同專業的學子加入其中 。2021年 ,在“挑戰杯”省賽中獲得“黑科技”專項二等獎 、在“挑戰杯”省賽中榮獲三等獎 。