365606340

Opracowanie konstrukcji osiowej pompy wspomagania serca

warstwie krwi przemywającej szczelinę pomiędzy wirnikiem a kanałem pompy oraz dzięki interakcji magnesów wirnika z elektromagnesami stojana.

Opracowana konfiguracja bezkontaktowego układu napędowo-łożyskującego spełnia najistotniejsze kryteria projektowe pompy, którymi były uproszczenie jej konstrukcji przy dążeniu do uzyskania wysokiego poziomu niezawodności oraz redukcji niekorzystnego wpływu mechanicznego tłoczenia krwi na jej elementy morfotyczne.

Korzystne z punktu widzenia projektowania układu napędowo-łożyskującego oraz "komfortu" przepływu ukształtowanie wirnika pompy limituje jednak wybór technologii jego wykonania. Ze względu na występujące w wirniku kanały ograniczone powierzchniami krzywoliniowymi wykonanie jednolitej bryły wirnika przy użyciu techniki skrawania jest niezwykle skomplikowane lub wręcz niemożliwe. Wirniki i segmenty zawierające kierownice przepływu wykonano zatem technikami tzw. wytwarzania addytywnego, mianowicie sterowanego numerycznie laserowego spiekania proszku tytanowego SLM, (ang. Selective Laser Melting) oraz elektronowego spiekania proszku tytanowego EBM, (ang. Electron Beam Melting). Elementy pompy wykonane technikami SLM lub EBM charakteryzują się jednak w stanie surowym wysoką chropowatością powierzchni i wymagają dalszej obróbki. Ze względu ukształtowanie wirnika pożądaną gładkość powierzchni w kanałach wirnika uzyskano stosując wstępnie obróbkę przetłoczno-ścierną AFM (ang. Abrasive Flow Machining) oraz finalnie polerowanie mechaniczne.

Prace badawcze nad projektem oryginalnej, polskiej pompy osiowej realizowane są w Centrum Techniki Okrętowej S.A. w Gdańsku od roku 2009. Przebieg i stan zaawansowania tychże badań opisane są bardziej szczegółowo w kolejnych częściach bieżącego rozdziału. Streścić je można następująco:

Opracowano założenia oraz zaproponowano wstępny projekt pompy osiowej

0    innowacyjnej geometrii wirnika oraz układach:    napędowym pompy

1    łożyskującym wirnik. Założono, że wirnik pompy będzie napędzany i utrzymywany w pozycji roboczej w sposób bezkontaktowy, właściwy dla wszczepialnych pomp osiowych wspomagających serce III generacji. Ponadto podstawowymi przesłankami projektowymi były:

•    redukcja prędkości obrotowej wirnika pompy w stosunku do rozwiązań referencyjnych,

•    minimalizacja wielkości obszarów przepływu, w których na komórki krwi może działać nadmiernie duże naprężenie mechaniczne - celem redukcji ryzyka hemolizy,

•    uzyskanie pompy, w której przepływ będzie wolny od oderwań i obszarów lokalnego zastoju sprzyjających wykrzepianiu krwi,

•    utrzymanie prostoty konstrukcji, budowy i sterowania pompy celem zwiększenia jej niezawodności oraz utrzymania kosztów wytwarzania na racjonalnym poziomie.

Po wstępnym zaprojektowaniu geometrii elementów generujących i kształtujących przepływ w pompie wykonano serię obliczeń numerycznych przepływu. Przedmiotem analizy były: pole prędkości przepływu, pole ciśnienia

389