Snabbare blodprover möjliga tack vare 3D-printade kugghjul

• Vad behövdes? Lättviktskugghjul för att öka upplösningen i ett stegmotorsystem
• Tillverkningsprocess: Selektiv lasersintring (SLS)
• Krav som ställdes: Både lätta och slitstarka, lågt underhåll, smörjfria
• Material: iglidur i3
• Industri: Medicinsk teknik
• Framgånggenom samarbete: Övervinna de tekniska hindren för att förverkliga den patenterade tekniken, ökad förutsägbarhet för hjärtattacker

För att troponinkoncentrationen i blodet ska kunna registreras exakt har en stegmotor på 0,9 grader kopplats i serie med två växlar, som båda har ett utväxlingsförhållande på 100:1. Det som stod i vägen för den resulterande upplösningen på 0,00009 grader var systemets ökade tröghet på grund av metallkugghjulen. Ett lättare material behövdes för att stegmotorns vridmoment skulle kunna övervinna systemets tröghet.

Dessutom kräver sjukhusmiljön speciella driftsförhållanden. Att justera enheten för underhåll kan kosta vissa patienter livet. Detta innebär bland annat att kugghjulen måste köras utan smörjning. När det gäller kugghjulen testade Cor.Sync inledningsvis flera metallmodeller. När man hade hittat en lämplig enhet sökte man efter ett smörjfritt implementeringsalternativ.

3D-printningen av kugghjulen tillverkade av den slitstarka iglidur i3-plasten uppfyllde alla krav. Tack vare 3D-utskriftstjänsten från igus kunde den önskade designen förverkligas med minimal tröghet. Dessutom garanterades systemets underhållsfrihet tack vare de självsmörjande kugghjulen av polymer.

I huvudsak baseras blodprovet på så kallad SPR-spektroskopi. En koncentration av troponin i det kritiska intervallet 1-100 ng/L indikerar en ökad risk för hjärtinfarkt. I den teknik som används av Cor.Sync bör en stegmotor kunna generera en vinkelfluktuation på ca 0,009 grader vid en troponinkoncentration på 1ng/L. Av denna anledning kopplades den tillgängliga 0,9 graders stegmotorn till två växellådor i serie. Varje växel har ett utväxlingsförhållande på 100:1, vilket möjliggör en vinkelförskjutning på 0,00009 grader. Metallväxlar är dock inte lämpliga för en sådan applikation eftersom de är för tunga i förhållande till det vridmoment som stegmotorn ger. De högpresterande polymererna från igus kännetecknas framför allt av sin låga vikt och slitstyrka.

I sjukhusmiljöer undviks användning av smörjmedel, eftersom dessa kan bli en gynnsam miljö för spridning av smittämnen. Av denna anledning användes inte bara de självsmörjande iglidur i3-kugghjulen, utan även andra smörjmedelsfria igus-komponenter i andra delar av enheten. Det optiska systemet består t.ex. av laserdioder och fotodioder som måste vara i linje med varandra. För detta ändamål monterades de optiska elementen på drylin® W kamskenor, som glider över drylin® W dubbelskena, vilket säkerställer det optiska systemets koncentricitet och inriktning.