Kundenbericht: Fluidnet

Fluidnet hat CFdesign eingesetzt, um den IV-Behandlungs-Markt mit einer leistungsfähigen Infusionspumpe zu revolutionieren, die weniger als 1 kg wiegt und in eine Handfläche passt. Der Schlüssel zum Erfolg war die Entwicklung einer neuen Generation von Strömungssensoren und Strömungswiderständen für das Verabreichungsset, das zusammen mit der IV-Pumpe verwendet wird.

CFdesign hat Fluidnet in die Lage versetzt, ein genaues Bild über die Arbeitsweise des Durchflusssensors und -widerstands zu zeichnen und zu ermitteln, wie sich die Abmessungen auf die Leistung auswirken. Eine solche Aufgabe kann nicht mit Erfahrung, Intuition oder einer unbegrenzten Anzahl von physikalischen Prototypen bewältigt werden.

Bei Tropfinfusionen ist es medizinisch notwendig, Fluide in Raten von 0,1 ml/h bis 6.000 ml/h zu verabreichen, was eine extrem große Bandbreite für ein mechanisches System darstellt. Der Pumpen-Antriebsdruck zum Fluidtransport kann nur um den Faktor 3 bis 4 variieren, was nicht annähernd die gesamte Bandbreite an Durchflussraten umfasst.

Millionen-Dollar-Szenario
„Wenn wir gezwungen wären, für jede unserer Designideen eine Gussform herzustellen, sähe die Leistungsbilanz unserer Produktentwicklung katastrophal aus“, sagte Ben Powers, Systemtechnik-Manager bei Fluidnet. „Und dann könnten wir unsere Budgets und Terminpläne niemals einhalten und die Herstellung und das Testen von Prototypen würde Jahre dauern und mehr als eine Million Dollar kosten, um die gleichen Ergebnisse zu erzielen.“

Innovationsmöglichkeit
Die technische Herausforderung, bei der sich CFdesign als so wertvoll erwiesen hat, waren die beim Design erforderlichen sehr kleinen Durchflusskanäle, und zwar von Null auf einen 0,75-mm-Halbkreis konisch zulaufend. CFdesign lieferte ein aussagekräftiges Bild und umfassende Erkenntnisse über das Strömungsverhalten in diesen kleinen Kanälen, die auch mit den fortschrittlichsten physikalischen Testmethoden nicht hätten gewonnen werden können.

CFdesign ermöglichte dem Fluidnet-Team, Iterationen beim Design durchzuführen und die mit Verhaltensänderungen verbundenen Toleranzverschiebungen zu bewerten. Anschließend wurde dann das Design optimiert, um allen Anforderungen gerecht zu werden. Die von CFdesign gelieferten Ergebnisse und die tatsächlichen Werte stimmten nahezu vollkommen überein.

Kommunikation mit dem Hersteller
In einem bestimmten Fall ist Fluidnet aufgefallen, dass sich einige Strömungswiderstände merkwürdig verhielten und es wurde angenommen, dass dies mit einem Gussformfehler zusammenhing. Die Entwickler haben dann die fehlerhafte Form in SolidWorks modelliert, eine CFdesign-Simulation ausgeführt und konnten die erfassten physikalischen Ergebnisse replizieren. Anhand der Visualisierung dieses Fehlers konnte der Hersteller der Gussform davon überzeugt werden, den Fehler bei seinen Werkzeugmaschinen zu beheben.

Letzte Projektphase
Nachdem die Feinabstimmung des Designs abgeschlossen war, gab Fluidnet Einfachformwerkzeuge in Auftrag, um Prototypen testen zu können. Die Komplexität und Geometrie des Designs schloss die Verwendung von Standard-SLA- oder gefrästen Prototypen aus. An dieser Stelle war die Genauigkeit der CFdesign-Simulationen gefragt – es brauchte nur ein Satz an Gussformen hergestellt werden, da sich die produzierten Teile so verhielten, wie in den Simulationen im Voraus berechnet worden war.

Fluidnet entwickelt derzeit Reinraumversionen des Einweg-Verabreichungssets, was den Entwurf des Durchflusssensors und -widerstands sowie auch die Optimierung des äußeren Pumpendesigns mit einbezieht. Die Einfachheit, Tragbarkeit, Effizienz und bequeme Handhabung der Pumpe werden für zusätzliche Freiheit für medizinische Einrichtungen und Patienten sorgen.