Szybsze badania krwi możliwe dzięki narzędziom drukowanym w 3D

• Co było potrzebne: Lekka przekładnia zwiększająca zdolność rozdzielczą układu silnika krokowego
• Proces produkcji: Selektywne spiekanie laserowe (SLS)
• Wymagania: Lekkie i odporne na zużycie, niewymagające konserwacji, bezsmarowe
• Materiał: iglidur® i3
• Przemysł: Technologia medyczna
• Sukces dzięki współpracy: Pokonanie przeszkód technicznych w realizacji opatentowanej technologii, zwiększona przewidywalność ataków serca

Aby umożliwić dokładną rejestrację stężenia troponiny we krwi, silnik krokowy 0,9 stopnia został połączony szeregowo z dwoma przekładniami, z których obie mają przełożenie 100:1. To, co nadal stało na przeszkodzie uzyskaniu rozdzielczości 0,00009 stopnia, to zwiększona bezwładność systemu z powodu metalowych kół zębatych. Potrzebny był lżejszy materiał, aby moment obrotowy silnika krokowego mógł pokonać bezwładność systemu.

Ponadto środowisko szpitalne wymaga specjalnych warunków pracy. Regulacja urządzenia w celu konserwacji mogłaby kosztować życie niektórych pacjentów. Oznacza to między innymi, że przekładnie powinny pracować bez smarowania. Co więcej, smary mogą stanowić zagrożenie biologiczne podczas badań krwi. Jeśli chodzi o koła zębate, Cor.Sync początkowo przetestował kilka metalowych modeli. Po znalezieniu odpowiedniego urządzenia poszukiwano opcji wdrożenia bez smarowania.

Druk 3D koła zębatego z odpornego na zużycie tworzywa sztucznego iglidur ® i3 spełnił wszystkie wymagania. Dzięki usłudze druku 3D firmy igus®, pożądany projekt mógł zostać zrealizowany przy minimalnej bezwładności. Ponadto, dzięki samosmarującemu się polimerowemu zazębieniu, zagwarantowano brak konieczności konserwacji systemu.

Zasadniczo badanie krwi opiera się na tak zwanej spektroskopii SPR. Stężenie troponiny w krytycznym zakresie od 1 do 100ng/L wskazuje na zwiększone ryzyko zawału serca. W technologii stosowanej przez Cor.Sync, silnik krokowy o stężeniu troponiny 1ng/L wytwarza fluktuację kątową około 0,009 stopnia. Dlatego też dostępny silnik krokowy 0,9 stopnia został połączony szeregowo z dwiema przekładniami. Każda przekładnia ma przełożenie 100:1, co pozwala na przesunięcie kąta o 0,00009 stopnia. Jednak metalowe przekładnie nie nadają się do takiego zastosowania, ponieważ są zbyt ciężkie w stosunku do momentu obrotowego osiąganego przez silnik krokowy. Wysokowydajne polimery firmy igus charakteryzują się przede wszystkim niską wagą i odpornością na zużycie.

W środowisku szpitalnym unika się stosowania smarów, ponieważ mogą one stać się środowiskiem sprzyjającym rozprzestrzenianiu się czynników zakaźnych. Z tego powodu zastosowano nie tylko samosmarujące koła zębate iglidur® i3, ale także inne bezsmarowe komponenty igus® w innych częściach urządzenia. Na przykład układ optyczny składa się między innymi z diod laserowych i fotodiod, które muszą być wyrównane względem siebie. W tym celu elementy optyczne zostały zamontowane na prowadnicach krzywkowych drylin ® W, które przesuwają się po podwójnej szynie drylin® W, zapewniając w ten sposób współosiowość i wyrównanie układu optycznego.