人体血液輸送用軸流マイクロポンプの創成に関する基礎研究

人体血液输送轴流微型泵的研制基础研究

基本信息

批准号：
19656039
负责人：
竹内芳美
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、超精密マイクロ加工技術、特に5軸制御加工技術を活用し、体血液輸送用軸流マイクロポンプの製作、中でもその中心となるインデューサの加工をしようとするものであり、以下の結果を得た。1.流体機器の専門家の協力を仰ぎ、軸流ポンプの核となるインデューサの設計をした。液体ロケット用エンジンのターボポンプを真似て、これを最大径5mmまでに縮小したものをマイクロインデューサとして定義した。数値計算とターボポンプの縮小モデルから3次元CADシステムで形状設計を行い、3枚の等配されたスパイラルの羽根形状データを得た。2.設計されたマイクロインデューサを現有の超精密マシニングセンタで同時5軸制御加工をするためのNC情報を生成するCAMシステムを開発した。狭い羽根の間を、干渉を回避しながら、極めて薄い羽根を破損することなく加工できるよう工具経路生成法を工夫した。3.インデューサの羽根形状に基づき、加工に使用する工具としてダイヤモンドのボールエンドミルを設計し、これを専門メーカに発注するとともに、工具の取付け誤差低減法を工夫した。加工し易い無酸素銅で試作を行うが、そのための加工条件も検討した。人体に適合したチタンなどの材料は加工しにくいこともあり、研究期間中には対応できなくて今後の課題とした。4.ケーシングを加工するとともに、ベアリングやモータを購入し、マイクロポンプを組み立てた。完成したマイクロポンプに入出用の配管系を取り付け、作動液体として水による性能評価の実験を行ったところ、ポンプとしての性能が得られ、マイクロポンプシステムのプロトタイプが完成できた。5.体血液輸送用ポンプとしての性能を確認する必要があるが、インデューサの材料と血液の相互反応や影響などがあるので、チタンなどの材料によるポンプシステム構築を次の研究材料とする。

这项研究旨在利用超精确的微加工技术，尤其是五轴控制的加工技术，以制造轴向流动流量，用于人体血液传输，并加工诱导剂，这是其中的中心部分。获得以下结果。 1。在流体设备专家的合作下，我们设计了诱导剂，该诱导剂将成为轴向流动泵的核心。通过模仿液态火箭发动机的涡轮泵，将微诱导剂定义为微诱导剂，最大直径为5mm。该形状是使用数值计算和降低涡轮泵模型的三维CAD系统设计的，并获得了三个均匀排列的螺旋的刀片形状数据。 2。我们已经开发了一个CAM系统，该凸轮系统为当前的超精确加工中心的设计微引导剂的同时5轴控制加工生成了NC信息。已经设计了一种工具路径生成方法，可以使极其薄的叶片在不断裂的情况下进行处理，同时避免狭窄的叶片之间的干扰。 3。根据诱导剂的叶片形状，钻石末端磨机设计为用于加工的工具，我们从专业制造商那里订购了它，我们还设计了一种方法来减少工具的安装错误。该原型是使用无氧铜制成的，该铜易于加工，还检查了为此目的的处理条件。诸如适合人体的钛之类的材料很难处理，并且在研究期间无法解决，这使它成为未来的挑战。 4。除了购买套管，轴承和电动机外，还组装了微泵。将管道系统安装到完整的微泵上，并进行了实验以评估使用水作为操作液体的性能，并获得了泵的性能，从而完成了原型的微泵系统。 5。有必要确认身体血液传输泵的性能，但是诱导剂材料和血液之间存在相互作用和影响，因此下一个研究材料将是使用诸如钛等材料的泵系统构建泵系统。