Challenge

Verbesserung von Design, Prototyp und Herstellung innovativer Medizingeräte und -ausrüstung.

Solution

Implementierung von SOLIDWORKS Premium für die Konstruktion, SOLIDWORKS Simulation Premium für die Analyse, SOLIDWORKS Flow Simulation für die CFD-Analyse (inklusive Modul für die Elektronik-Kühlung), SOLIDWORKS Plastics für die Spritzgussanalyse, SOLIDWORKS Enterprise PDM für das Produktdatenmanagement, SOLIDWORKS Sustainability für die Bewertung der Umweltverträglichkeit und SOLIDWORKS Composer für die technische Kommunikation.

Results

  • Senkung der Entwicklungszeit um 30 Prozent
  • Kürzere Markteinführungszeiten
  • Steigerung der Qualität
  • Verbessertes Produktverhalten für Spritzgussteile

Das Center for Advanced Medical Learning and Simulation (CAMLS)
hat sich einer ausgezeichneten medizinischen Ausbildung, Schulung und
Forschung verschrieben, anhand derer die Gesundheitsversorgung
zum Vorteil der Patienten verbessert werden soll. CAMLS hat seinen Sitz in Tampa, Florida. In der topmodernen, 8.360 Quadratmeter großen Einrichtung
finden alle möglichen Arten von Ausbildung und Schulung im Gesundheitswesen statt,
einschließlich Unterstützung bei Forschungsstudien und Produktentwicklungen.

CAMLS vereint Simulationstechnologie, Luftfahrwissenschaften, Teamschulung und evidenzbasierte Best Practices in innovativen Programmen mit messbaren Ergebnissen. Das Tampa Bay Research &Innovation Center (TBRIC) der Organisation arbeitet mit Medizinern und Herstellern medizinischer Geräte zusammen, um fortschrittliche Simulationstechnologien mit Forschung und Innovation zu verbinden, und die neuesten Innovationen im medizinischen Bereich praktisch anzuwenden.

Laut Chief Engineer Mario Simoes benötigte CAMLS eine integrierte 3D-Entwicklungsumgebung mit umfangreichen Konstruktions- und Simulationsfunktionen zur Unterstützung seiner vernetzten Entwicklungsprogramme. „Unsere Mission besteht darin, zusammen mit Ärzten und Herstellern die Entwicklung innovativer Medizingeräte und -technik zu beschleunigen“, sagt Simoes. „Um unsere Ziele zu erreichen, brauchen wir robuste und integrierte Konstruktions- und Simulationsfunktionen – von der Struktur- und Wärmeanalyse bis hin zur Flüssigkeitsströmungs- und Spritzgusssimulation. Denn damit wollen wir die Entwicklung verbessern und gleichzeitig auch die Verfügbarkeit neuer Diagnosegeräte beschleunigen.“

CAMLS wandte sich mit seinen einzigartigen Entwicklungsanforderungen an die Dassault Systèmes SolidWorks Corporation. Denn die SOLIDWORKS® Produktfamilie bietet genau die Softwaretools, die CAMLS braucht – und das innerhalb einer anwenderfreundlichen und hochgradig integrierten Entwicklungsumgebung. Die Organisation verwendet die Software SOLIDWORKS Premium für die Konstruktion, SOLIDWORKS Simulation Premium für die Analyse, SOLIDWORKS Flow Simulation für die CFD-Analyse (inklusive dem Modul für die Elektronik-Kühlung), SOLIDWORKS Plastics für die Spritzgussanalyse, SOLIDWORKS Enterprise PDM für das Produktdatenmanagement, SOLIDWORKS Sustainability für die Bewertung der Umweltverträglichkeit und SOLIDWORKS Composer™ für die technische Kommunikation.

„Um den Markteintritt zu beschleunigen, müssen wir den Konstruktions-, Prüf- und Fertigungsprozess eines Medizingeräts verbessern“, so Simoes. „Aufgrund der vollständig integrierten Suite an Konstruktions-, Simulations-, Datenmanagement- und Kommunikationswerkzeugen fiel unsere Wahl auf SOLIDWORKS.“

 

ZWEI VERFAHREN IN EINEM KOMBINIEREN

TBRIC hat in Zusammenarbeit mit CooperSurgical, Inc. mithilfe von SOLIDWORKS ein neues Gerät für die Sono-HSG (Sono-Hysterosalpingographie) entwickelt, eine Ultraschalluntersuchung der Konturen der Gebärmutterhöhle und der Durchlässigkeit der Eileiter, um potenziellen Fruchtbarkeitsproblemen auf den Grund zu gehen.

„Dank SOLIDWORKS konnten wir die Entwicklungszeit um 30 Prozent reduzieren“, betont Simoes. „Die Entwicklung von Medizingeräten dauert länger als bei anderen Produktarten. Wir müssen jeden Schritt validieren – sowohl in der Software als auch bei der Produktion von Prototypen – um die Gebrauchstauglichkeit zu bestätigen und die Anforderungen der U.S. Food and Drug Administration (FDA) einzuhalten. Dank der integrierten SOLIDWORKS Tools und der Möglichkeit, Tests direkt in der gleichen Anlage durchzuführen, konnten wir den Prozess verkürzen und die Markteinführung beschleunigen.“

Der ABBI (Air Bubble Based Infuser) ist ein Einmalgerät, das zwei Verfahren im Rahmen einer anfänglichen Fruchtbarkeitsbewertung vereinfacht: ein Sono-HSG für die Tubendurchgängigkeit und eine SIS für die Gebärmutterstruktur. Bei beiden handelt es sich um ambulante Verfahren, bei denen vorhandene Ultraschallsysteme und ein SIS-Katheter zum Einsatz kommen. Sie können in einem IVF-Zentrum oder einer Frauenarztpraxis durchgeführt werden, die Fruchtbarkeitsuntersuchungen anbieten.

Unser Spritzguss-Experte nutzte SOLIDWORKS Plastics, um die Anspritzpositionen so zu bestimmen, dass möglichst wenige Einfallstellen und Bindenähte sichtbar sind. Anhand der Simulationen haben wir auch erkannt, dass wir das Gerät etwas länger und unter höherem Druck in der Gussform belassen müssen, um die Einfallstellen auf ein akzeptables Niveau zu reduzieren. Die SOLIDWORKS Werkzeuge haben somit zu Zeiteinsparungen bei gleichzeitig erhöhter Qualität geführt.

Mario Simoes
Chief Engineer

TBRIC nutzte während der Entwicklung des ABBI Sono-HSG-Geräts umfassend die SOLIDWORKS Surfacing Tools, um dessen ergonomische Eigenschaften zu verbessern. Da z. B. jeder Arzt verschieden große Hände hat, musste TBRIC das Gerät so konstruieren, dass verschiedene Griffpositionen möglich sind.

„Wir haben viele Oberflächen zum Erreichen der ergonomischen Form verwendet, Prototypen für Ärzte hergestellt und anschließend anhand des Feedbacks der Mediziner die Konstruktion verbessert, um es noch ergonomischer zu machen“, erklärt Simoes. „Die Oberflächenkapazitäten von SOLIDWORKS waren effektiver und wirksamer bei der Bearbeitung der Griffoberflächen. Bei anderen Surfacing-Programmen muss man bei der Änderung eines Merkmals die gesamte Konstruktion ändern. SOLIDWORKS hingegen ist parametrisch und daher war das Ändern der Oberflächen schneller und einfacher.“

 

VERBESSERTE SPRITZGUSSWERKZEUGE

TBRIC hat ebenfalls SOLIDWORKS Tools zur Verbesserung von Produktqualität und Fertigungsprozessen verwendet. Das Team hat die SOLIDWORKS Plastics Software für die Spritzgusssimulation zur Verbesserung der Spritzgussform des Griffs genutzt. Dieser ist aus einem besonderen ABS-Kunststoff gefertigt, der sich bei der Sterilisierung deformiert und so die einmalige Verwendung des Geräts sicherstellt.

„Unser Spritzguss-Experte nutzte SOLIDWORKS Plastics, um die Anspritzpositionen so zu bestimmen, dass möglichst wenige Einfallstellen und Bindenähte sichtbar sind“, sagt Simoes. „Anhand der Simulationen haben wir auch erkannt, dass wir das Gerät etwas länger und unter höherem Druck in der Spritzgussform belassen müssen, um die Einfallstellen auf ein akzeptables Niveau zu reduzieren. Die SOLIDWORKS Werkzeuge haben somit zu Zeiteinsparungen bei gleichzeitig erhöhter Qualität geführt.“