医疗器械设计应更加重视工程和结构设计

 
发布时间:2023-03-03 15:29:02 | 浏览量:221
 

在工业设计中,不管哪种类型的产品,其外观功能性的设计都是最为重要的标准。而对于工业设计中最为特殊的医疗器械设计开发而言,功能设计与外观设计固然是非常之重要,但是工程和结构设计的重要性也一点都不低于功能设计。因为功能设计是想法,而工程和结构设计则是如何满足想法的一个过程。


医疗器械设计

深圳绿创作为从业十余年的老牌工业设计团队,结合过往的设计经验总结了一下,要想完成一次好的医疗器械设计大致应做到以下几点。请看本篇绿创的分享。


一.拿到产品后首先要对产品进行分析,分析的内容包括:


①组成与结构分析


产品由哪几部份组成,要分析到部件、零件,以及这些零部件在实现产品功能中的作用是什么,是如何实现这些预期设计功能的,也就是说要搞清楚工作原理和工作过程;我曾见过一些做设计的人员,往往只是分析到有哪些零部件组成,但是后面的分析就被省略了,这真是让人感到遗憾。


零件本身的结构也要考虑,比如一些孔、斜面、锥度等。要搞清楚这些孔、锥度的设计依据?为什么要设计这些结构呢?是医疗器械功能实现的需要,还是制作时工艺的需要呢?


在分析完上述内容后,就要对各个零部件之间的连接进行分析,他们之间是怎样装配到一起的呢?是粘结、过盈装配、卡扣、螺纹等。另外还要考虑到,这个器械和使用过程中其他器械(不在本设计和开发过程中的器械)之间是如何连接的。比如一个连接器件,要考虑是和哪些器械连接的?接口处如何才能确保正确的连接?


近年来,将设计心理学原理运用到产品设计中已越来越受到设计人员的关注,以“人”为本、人性化设计、可用性工程等相关设计理念的提出,都在强调设计过程中应加强对用户——人的因素研究,将设计的重点由“物”转变为“人”,可以说这与设计心理学中所强调的用户心理研究是一致的。


对于医疗产品来讲,为减少医护人员使用过程中的误操作及降低病人对医疗的恐惧,结合用户心理研究来进行产品设计更有重要意义。 论文在设计心理学相关理论的指导下,以医疗器械的目标用户(即医护人员、病人、医院管理人员)为切入点,进行问卷调查和访谈,深入分析其心理特点和使用过程心理对医疗设备设计产生的影响,从而发现现有医疗设备在设计方面的不足,并结合可用性原理和人性化设计理念,总结设计心理学在产品设计中运用的规律及医疗器械设计的相关原则。


②材料,产品的所有零部件都是什么材料制成的,虽然一时可能弄不清楚材料的牌号,但是属于什么材料还是要搞清楚的,比如是硅胶、橡胶还是塑料,是什么塑料(是PVC、PP还是其它)?要考虑到器械和人体接触的部位和时间、频率,因为这三项指标关系到材料选择时生物相容性的选择,因为是关系到人的安全的,所以应该慎重选择材料。既要使材料满足使用过程中的物理、机械性能要求,也要考虑到生物学、化学的要求。


③关键零部件及关键技术要求,关键尺寸等。


④制作工艺过程,分析一下这个产品是如何制作的,每个零部件是用什么工艺制作的,各个零部件之间是如何连接装配的。比如是注塑、挤出、平板硫化、吹塑、浸塑、搪塑。


⑤生产条件,是在什么条件下生产的呢?对生产环境的要求是什么?这一点往往被忽略。为什么呢?因为很多时候,大家只是考虑十万级净化车间等,但是有些粘接剂却对使用环境有要求,譬如有些粘接剂在环境温度过高情况下,粘度表现出很小,流动性很好。对于一些电器元件,如果环境湿度过高,对于其绝缘性能会有很大影响,因此这些环境因素应加以考虑的。


⑥涉及到新工艺时,要考虑是否需要新的工装、设备,是否需要对这个新工艺过程进行开发?即使是老工艺也可能需要设计专用工装,需要设计吗?需要制作吗?都需要哪些工装?一定要弄清楚,否则也是会胡里胡涂的。


二.作为设计人员,在设计时应考虑自己的设计的结构是否会影响到功能和性能呢?


一个医疗器械的功能可能会影响到它的结构的设计,同样它的结构也会影响到它的功能的实现,这两者是相辅相成的,也是相互制约的。在进行结构设计时,当然应该尽量优先满足产品功能和性能的需要,但是如果在结构方面无法实现时,应及时和医生进行沟通,进行必要的协调设计,以期取得最佳的效果。千万不可以自行变更功能和性能的要求。


在结构设计时,除了要顾及功能和性能的要求外,还需要考虑生产工艺可行性和成本。如果设计结构时不考虑工艺和结构,可能出现无法制造或者制造成本偏高的情况。一个结构优良的设计,既满足功能和性能的要求,也有利于制造和装配。


相反,一个结构低劣的设计,既破坏了原有的功能和性能或即使满足了功能和性能但是却给生产上带来了大麻烦。比方说,设计的结构是一次性成型还是需要多次加工,就会极大的影响到制造的效率和成本。所以结构设计人员除了担负起满足功能和性能要求的责任还要担负起生产成本的责任。


三.在做好充分的分析后,决定要做的工作内容,比如说哪些零件是自己生产,是否需要开模?哪些零件是外购或外协加工,列出清单进行说明。


特别是外购件,必须要考虑到是否容易采购到,笔者在开发过程中就发现,有时候一个零部件会极大地阻碍一个产品项目的开发进程,甚至是导致整个项目的失败。


当把这些工作做完以后,才能谈到设计与开发计划。一定要做好充分的准备工作。但是,这个过程往往被压缩或被忽视,最后导致整个项目没法按原定时间交付。因此开发不能不讲效率,但是一定要先把产品搞清楚了再动手。


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