Institute for
HSR

Referenten

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.

 

Adrian Rohner, Hochschule für Technik Rapperswil

Adrian Rohner ist Mitarbeiter am Institut für Energietechnik (IET) und arbeitet hauptsächlich im Themengebiet von Computational Science mit Fokus auf Strömungssimulationen. Hierbei werden insbesondere die beiden Themenfelder Softwareentwicklung und Multiphysik-Simulation verknüpft, um Konzepte wie den Digital Twin umsetzen zu können. Während dem Innosuisse Projekt mit HAMILTON Bonaduz AG hat Adrian Rohner sowie Teamkollegen mit spezialisiertem Know-How in OpenFOAM und Python massgeblich bei der Entwicklung der Simulationsumgebung für die digitale Pipettiereinheit mitgewirkt.

 

 

> zurück