Dr?ger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重要的產品時,設計工程師始終都要面臨的挑戰是他們的產品必須滿足熱力、強度和流體等各方面的嚴格規范。這在Dr?ger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。為了實現將產品開發周期縮短50%的目標,Dr?gerMedical使用SOLIDWORKS?Simulation和SOLIDWORKSFlowSimulation分析其設計并減少需要建立的實際原型數量。
呼吸自如
“當我們發現SOLIDWORKSSimulation可以大大節省時間和成本后,很快便決定在Dr?ger部署SOLIDWORKSSimulation。”開發工程師KarstenHoffman說。這一轉變發生在設計用于麻醉設備的新型輸氧系統(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。出于成本和質量的考慮,公司決定不再使用鋁來制造輸氧系統,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雇用了外包公司執行有關此問題的FEM(有限元方法)計算,結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SOLIDWORKSSimulation進行了相同的計算。這次,只用了兩個下午就算出正確的結果。
熱點問題
SOLIDWORKSSimulation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?;颊吆舫龅乃魵鈺谳斞跸到y的壁上冷凝,這會導致醫師無法看到閥片,甚至會限制設備的正常運行。要防止這種冷凝,Dr?ger設計師需要為輸氧系統提供加熱裝置。以前的鋁制系統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
利用SOLIDWORKS,Dr?ger對重新設計的新產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,典型的設計過程都需要開發8個實際原型并將數十個有限元分析(FEA)計算任務外包出去?,F在,Dr?ger每個項目平均只需兩個原型。雖然時間是Dr?ger關注的主要因素,但SOLIDWORKS不僅可以節省時間,還可壓縮測試成本。事實上,利用SOLIDWORKS產品,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,SOLIDWORKSFlowSimulation發現了一個工程師在昂貴的實際原型出來之前難以發現的瑕疵,每個原型節省了1600美元。
一站式商店
流體捉摸不定甚至讓最有經驗的設計工程師也感到困惑不解,因此,對Dr?ger來說,對該設計過程此類特性的模擬能力非常重要。據Hoffman說:“我們曾經嘗試分析改變輸氧系統流入氣流的位置所產生的影響。獲得上述分析的正確結果非常重要,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,SOLIDWORKSFlowSimulation計算出的結果是60升氣體僅造成0.2毫巴的壓降,我曾打賭說這個結果不可能正確,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,但當我們構建了一套原型之后,卻印證了軟件的計算結果是正確的?!盨OLIDWORKS軟件、SOLIDWORKSSimulation和SOLIDWORKSFlowSimulation之間的單窗口集成還可以使工程師快速演算突破常規的思路。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換。最后,獨立的專家系統(例如傳統的計算流體動力學系統(CFD))的操作和使用則需要花費更多的時間。利用SOLIDWORKSSimulation和SOLIDWORKSFlowSimulation同樣可以幫助Hoffman和他的團隊滿足新產品的開發目標;毫無疑問,它們也可為公司節省大量的資金。更重要的或許是這些系統對Dr?gerMedical的質量和高度安全性貢獻很大。