Esempio di applicazione (case study) su un dispositivo medico portatile

Introduzione

Aqueduct Medical è un'azienda leader nella produzione di dispositivi terapeutici dotati di sistemi di raffreddamento per le cure postoperatorie nel campo della chirurgia plastica facciale. I suoi sistemi di raffreddamento prevedono la circolazione di acqua fredda in maschere e gilet brevettati per ridurre il dolore, il gonfiore, le ecchimosi e i tempi di recupero dei pazienti in maniera sicura e controllata.

Sfida

Questi dispositivi devono essere portatili, leggeri, semplici da usare e convenienti, e mantenere la temperatura di raffreddamento e operativa a livelli specifici per il comfort e la sicurezza dei pazienti.

Durante la creazione del prototipo per il proprio dispositivo, Aqueduct Medical ha cercato l'esperienza di Aavid, Thermal Division di Boyd Corporation, per aiutare a progettare e ottimizzare l'assemblaggio di dissipazione del calore.

Il prototipo prevedeva requisiti progettuali molto particolari, ad esempio doveva risultare discreto e facile da utilizzare per i pazienti nella propria abitazione. Doveva inoltre essere conveniente e mantenere temperature adeguate a garantire il massimo utilizzo terapeutico.

Era necessario tenere attentamente sotto controllo la rumorosità, il peso, i consumi e il costo, oltre che la temperatura. Il design industriale doveva inoltre essere conforme al funzionamento del prototipo.

Soluzione

Aavid ha progettato e ottimizzato il dissipatore di calore con tubi di calore (heat pipe) per la creazione di prototipi. La soluzione di raffreddamento è stata ideata con moduli termoelettrici posizionati su una piastra di raffreddamento e un sistema di raffreddamento attivo composto da dissipatori di calore e da una ventola, nel rispetto dei seguenti requisiti progettuali:

• Costo di produzione della soluzione di raffreddamento inferiore a $35

• Temperatura ambiente di 28℃

• Rumorosità <40 dBA a 1 m dall'alloggiamento

• Alimentazione <220 W, 12 V DC

Fluido

• Acqua corrente, acqua distillata o soluzione salina.

• Velocità di flusso target < 0,8 lpm in ingresso in una piastra di raffreddamento a liquido

• Il liquido entra nella piastra di raffreddamento a un massimo di 7℃

• È necessario eliminare 60 W dal liquido in ingresso nella piastra di raffreddamento

Durante la progettazione e l'ottimizzazione, è stato stimato il costo di una versione prodotta in serie della soluzione di raffreddamento (dissipatore di calore, piastre di raffreddamento).

Aavid è riuscita a mantenere un costo simile al prezzo indicativo e un'acustica al di sotto dell'obiettivo, nonché a fornire una soluzione di raffreddamento semplice, efficace e compatta.

Implementazione

Il dispositivo viene utilizzato per scopi medici e terapeutici per ridurre il gonfiore e alleviare dolori e dolori. Questo può essere utilizzato sia nel ricovero che nel comport della casa degli utenti. Aavid, Thermal Division di Boyd Corporation ha progettato la soluzione di raffreddamento per far funzionare questo prodotto come previsto e secondo le specifiche di Aqueduct Medical.

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