CAD-basierte Lasermikrobearbeitung ermöglicht Konstrukteuren schnelle und wirtschaftliche Designänderungen
23. Juli 2015; Baltimore, MD: Mithilfe von CAD-basierten Werkzeugen für die digitale Fertigung kann Potomac Photonics Designern eine schnelle, kostengünstige Methode zum Testen und Ändern von Designs zur Verfügung stellen. Ein Forschungsteam an der University of Texas, MD Anderson Cancer Center in Houston hat kürzlich das Potomac-Verfahren eingesetzt, um den Mechanismus der Schleimabsonderung bei Asthma zu untersuchen.
Dr. Michael Tuvim, Leiter der Laborforschung in der Abteilung für Lungenheilkunde, erklärt, dass die Studien der Gruppe zur Schleimsekretion darauf abzielen, einen Test zu entwickeln, mit dem der Schleimausbruch in Echtzeit erfasst werden kann, was derzeit nicht möglich ist. Eine übermäßige Schleimproduktion, die nicht durch die normale Ziliartätigkeit beseitigt werden kann, blockiert den Luftstrom. Tatsächlich ist die Todesursache bei Asthma das Ersticken.
Mithilfe der Fluoreszenzdetektionstechnologie mit Luftröhren von Mäusen, die zuvor mit einem orangefarbenen Fluoreszenzfarbstoff angefärbt wurden, können die Forscher die Basissekretion anregen, wodurch die Schleimproduktionsspeicher geleert und die explosive Sekretion gestoppt wird. In ihren ersten Experimenten baute das Team von Dr. Tuvim eine Durchflusskammer, in der sie entfaltete und abgeflachte Trachea-Explantate unterbrachten. Anschließend präparierten und montierten sie die Trachea-Proben auf Glasobjektträgern. Er sagt: "Mit diesem System können wir physiologische Bedingungen nachahmen und die Veränderungen der Sekretion (die als Fluoreszenzänderungen aufgezeichnet und gemessen werden) unter dem Mikroskop in Echtzeit sichtbar machen."
Potomac stellte ein Glasdeckglas mit einem 1,5 x 1,5 mm großen Fenster für die Belichtung zur Verfügung. Dr. Tuvim erklärt: "Die geringe Größe des Fensters war für herkömmliche Glasschneidemethoden unerschwinglich. Potomac Photonics war eines der wenigen Unternehmen, das unsere Anforderungen an die geringe Größe erfüllen konnte, ohne das Glas zu beschädigen."
Wie in der Forschungsphase wissenschaftlicher Arbeit üblich, lieferten die Glasobjektträger jedoch nicht das optimale Ergebnis für das Team. Die Glasobjektträger waren zu zerbrechlich, als dass das Verfahren hätte funktionieren können, und so musste man zum sprichwörtlichen Reißbrett zurückkehren.
"Potomac hat mit Dr. Tuvim zusammengearbeitet", sagt Mike Adelstein, Präsident und CEO von Potomac, "um ein Material zu finden, das für sein Experiment robuster ist. Da wir über ein breites Spektrum an Materialbearbeitungsmöglichkeiten verfügen, konnten wir eine Lösung aus dünnem Edelstahl anbieten."
Das Design könnte auch leicht geändert werden, da CAD-gesteuerte digitale Fertigungswerkzeuge wie die Lasermikrobearbeitung flexibel sind. Ohne die Notwendigkeit von Masken werden Änderungen sofort in Computersoftware gezeichnet und direkt von den Maschinen umgesetzt. Der Zeit- und Kostenaufwand ist erheblich geringer und gibt Forschern und Designern die Möglichkeit, verschiedene Modelle zu testen.
Wie der Erfinder Thomas Edison einmal sagte: "Ich habe nicht versagt. Ich habe nur 10.000 Wege gefunden, die nicht funktionieren." Der Fortschritt in Wissenschaft und Technik wird durch einen Prozess des Ausprobierens, Testens und Wiederholens vorangetrieben. Wenn ein Konstrukteur neue Entwürfe schnell und einfach testen kann, beschleunigt dies den gesamten Erfindungs- und Produktentwicklungszyklus. Die Unternehmen können ihre Produkte schneller auf den Markt bringen, und die Optimierung des Designs sorgt für einen größeren Erfolg auf dem Markt. Für Forscher wie die Gruppe von Dr. Tuvim kann dies, was noch wichtiger ist, Leben retten.
Über Potomac Photonics
Seit über 30 Jahren ist Potomac Phot onics führend in den Bereichen Mikrofertigung, Lasermikrobearbeitung und Bohren kleiner Löcher. Die Vertragsdienstleistungen von Potomac reichen von der Prototypenherstellung bis hin zur Produktion und unterstützen Kunden bei der Entwicklung von Miniaturprodukten und deren Markteinführung. Durch den Einsatz modernster Fertigungstechnologien wurde Potomac sowohl von kommerziellen als auch von staatlichen Stellen für Innovationen in Bereichen wie Medizintechnik, Elektronik, Luft- und Raumfahrt und Automobilbau ausgezeichnet. Die Hightech-Anlage von Potomac, die sich im BWTech@UMBC Research and Technology Park befindet, ist nach ISO 9001 und ISO 13485 zertifiziert. Besuchen Sie die Website unter www.potomac-laser.com
