Drager Medical——利用SOLIDWORKS 令重病護理設備的設計時間減半

寂靜天花板

Dräger 是麻醉與重病護理設備的世界領先廠商。在設計和制造如此至關(guān)重要的產(chǎn)品時，設計工程師始終都要面臨的挑戰(zhàn)是他們的產(chǎn)品必須滿足熱力、強度和流體等各方面的 嚴格規(guī)范。這在 Dräger 顯得尤為重要，因為此類失誤可能會對患者的安全和護理帶來負面影響。通過實際原型對新產(chǎn)品設計進行試驗和測試的方法盡管有效，卻成本不菲，而且很耗時間。 為了實現(xiàn)將產(chǎn)品開發(fā)周期縮短 50% 的目標，Dräger Medical 使用SOLIDWORKS® Simulation 和 SOLIDWORKS Flow Simulation 分析其設計并減少需要建立的實際原型數(shù)量。

呼吸自如
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“當我們發(fā)現(xiàn) SOLIDWORKS Simulation 可以大大節(jié)省時間和成本后，很快便決定在 Dräger部署 SOLIDWORKS Simulation�！遍_發(fā)工程師 Karsten Hoffman 說。這一轉(zhuǎn)變發(fā)生在設計用于麻醉設備的新型輸氧系統(tǒng)（以便為神智不清的患者供應氧氣和麻醉劑）的過程中。該系統(tǒng)將呼出的二氧化碳吸入石灰中并重新生成富含 氧氣的氣體回流給患者。出于成本和質(zhì)量的考慮，公司決定不再使用鋁來制造輸氧系統(tǒng)，而是改用塑料。然而，由于采用新型塑料材料和肘板式閉鎖器（用于將封蓋 壓在密封唇上），頂蓋的彎曲程度會比鋁設計中的更大，可能導致密封口斷裂。Hoffman 雇用了外包公司執(zhí)行有關(guān)此問題的 FEM（有限元方法）計算，結(jié)果表明確實需要修改該設計。幾次迭代下來，整個計算任務（包括重新設計）耗時三個月，耗資26000 美元。在進行下一個項目時，Hoffmann 和他的團隊使用 SOLIDWORKS Simulation進行了相同的計算。這次，只用了兩個下午就算出正確的結(jié)果。
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熱點問題
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SOLIDWORKS Simulation 的溫度分析功能意味著它是幫助解決新設計中其他問題的理想工具�；颊吆舫龅乃�蒸氣會在輸氧系統(tǒng)的壁上冷凝，這會導致醫(yī)師無法看到閥片，甚至會限制設備的正 常運行。要防止這種冷凝，Dräger 設計師需要為輸氧系統(tǒng)提供加熱裝置。以前的鋁制系統(tǒng)外面有一個熱接觸片，但新設備中，在閥片的另一端無法保持40 度的理想溫度。
新的測試快速而準確
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利用 SOLIDWORKS，Dräger 對重新設計的新產(chǎn)品的測試時間平均縮短了 50%。在使用 SOLIDWORKS之前，為驗證設計參數(shù)，典型的設計過程都需要開發(fā) 8 個實際原型并將數(shù)十個有限元分析 (FEA) 計算任務外包出去�，F(xiàn)在，Dräger 每個項目平均只需兩個原型。雖然時間是 Dräger 關(guān)注的主要因素，但 SOLIDWORKS 不僅可以節(jié)省時間，還可壓縮測試成本。事實上，利用 SOLIDWORKS 產(chǎn)品，該公司自行完成了對麻醉設備的第一輪主要測試和重新設計。在設計過程的早期，SOLIDWORKS Flow Simulation 發(fā)現(xiàn)了一個工程師在昂貴的實際原型出來之前難以發(fā)現(xiàn)的瑕疵，每個原型節(jié)省了 1600 美元。
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2 M: o+ `! w$ i4 t9 _流體捉摸不定甚至讓最有經(jīng)驗的設計工程師也感到困惑不解，因此，對 Dräger 來說，對該設計過程此類特性的模擬能力非常重要。據(jù) Hoffman 說：“我們曾經(jīng)嘗試分析改變輸氧系統(tǒng)流入氣流的位置所產(chǎn)生的影響。獲得上述分析的正確結(jié)果非常重要，因為它決定了能否確保患者吸入足夠的氣體。當我們在新 設計中對氣流進行分析時，SOLIDWORKS Flow Simulation 計算出的結(jié)果是 60 升氣體僅造成 0.2 毫巴的壓降，我曾打賭說這個結(jié)果不可能正確，因為這個氣壓作用于圓錐形電阻器上。我認為應該有 2 毫巴的壓降，但當我們構(gòu)建了一套原型之后，卻印證了軟件的計算結(jié)果是正確的。”SOLIDWORKS 軟件、SOLIDWORKS Simulation 和 SOLIDWORKS Flow Simulation 之間的單窗口集成還可以使工程師快速演算突破常規(guī)的思路。此外，集成的方法也避免了互操作問題，因為不再需要進行任何轉(zhuǎn)換。最后，獨立的專家系統(tǒng)（例如傳 統(tǒng)的計算流體動力學系統(tǒng) (CFD)）的操作和使用則需要花費更多的時間。利用 SOLIDWORKS Simulation 和 SOLIDWORKS Flow Simulation 同樣可以幫助 Hoffman 和他的團隊滿足新產(chǎn)品的開發(fā)目標；毫無疑問，它們也可為公司節(jié)省大量的資金。更重要的或許是這些系統(tǒng)對 Dräger Medical 的質(zhì)量和高度安全性貢獻很大。
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