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Digital Twin einer Pipettiereinheit

Die Dispensation von Flüssigkeiten in der medizinischen Diagnostik und Analytik wird fortlaufend mit neuen Anforderungen konfrontiert. Proben müssen schnell, exakt und in möglichst geringen Dosierungen, im Bereich von Mikro- und Nanoliter, dispensiert werden können. Zudem kommen stets weitere Flüssigkeiten mit neuen und oft auch unbekannten Eigenschaften hinzu.

Digitale Zwillinge können Experimente und die Kalibrierung von Systemen ergänzen und zum Teil sogar gänzlich ersetzen – sofern ihre Vorhersagegenauigkeit ausreichend ist. In enger Zusammenarbeit mit den Ingenieuren von HAMILTON Bonaduz AG wurde ein Simulationsmodell entwickelt, welches die Anforderungen an einen Digitalen Zwilling erfüllt.

Ein erster sehr wichtiger und zentraler Nutzen des erstellten Modells liegt darin, dass anhand der Simulationen die komplexen physikalischen Effekte genauer untersucht und verstanden werden können. Weiter kann bereits im Voraus prognostiziert werden, welcher Verfahrweg des Plungers notwendig ist um ein vorgegebenes Tropfenvolumen einer bestimmten Flüssigkeit zu dispensieren. Der digitale Zwilling kann verschiedene Umgebungseinflüsse wie Druck und Temperatur abbilden, wodurch deren Effekt auf die Volumenabgabe im realen Modell berücksichtigt werden kann. Nicht zuletzt liefert das Simulationsmodell auch das Werkzeug um neue Geometrien von Pipettierspitzen schnell und einfach zu testen ohne jeweils auf einen realen Prototypen angewiesen zu sein.

 

Hanspeter Romer, Head of Research and New Technologies HAMILTON Bonaduz AG

Hanspeter Romer ist seit über 30 Jahren in der Life Science Robotics Branche tätig im Bereich Liquid Handling, Antriebstechnik und Embedded Software. Seit 2008 arbeitet er bei der HAMILTON Bonaduz AG, wo er massgeblich an der Entwicklung einer neuen Geräteplattform beteiligt war. Seit 2011 leitet er den Bereich «Research & New Technologies» am Standort Rapperswil. Die dort erarbeiteten Grundlagen und Technologien bilden die Basis für zukünftige Hamilton Produkte. Ein wichtiger Aspekt dieses Zentrums umfasst die Zusammenarbeit mit Forschungsinstituten, insbesondere im Rahmen von Innosuisse Projekten und Studienarbeiten.

 

 

 

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