ピエゾモーター付きPMBiポンプ

世界的にユニークなラボ用ポンプ

フィンランドの企業Ginolisは、国際的な医療技術顧客向けに高精度ディスペンシングポンプを開発した。PiezoMotor 圧電式リニアモーターが駆動し、要求されるナノリットル単位の精度をPiezoMotor

Youtubeで見るピエゾモーターによる高精度塗布

精密かつ再現性の高い体積吐出：PMBiポンプにより、ジノリスはこの分野で画期的な成果を達成しました。 市場で比類のない精度と低メンテナンス設計を誇るこの完全統合型ポンプは、異なる容量に対応する2モデルで提供される。PMBPiezoMotor （PiezoMotor ）の略称であり、これがポンプの中核要素である：圧電駆動のベローズシステムだ。ポンプにはスウェーデンのメーカーPiezoMotorモーターが搭載されており、高精度かつコンパクト設計でありながら驚異的なパワーを発揮する。

ジノリス社はフィンランドのオウルに本社を置き、モジュラーオートメーションプラットフォームをベースに、標準製品からカスタムメイドのシステムまで、幅広いソリューションを提供しています。2010年に設立された同社は、分注、マイクロプロダクション、精密ロボティクスの分野で特許を取得しており、世界有数の多くの診断会社と提携しています。

多用途、インテリジェント、ローメンテナンス設計

PMBiポンプはつい最近発売され、すでに多くの購入者を得ています。汎用性が高く、インテリジェントで、メンテナンスの必要がほとんどありません。コンパクトなスケールで試薬や液剤の分注に使用され、ジノリスが製造するオートメーションプラットフォームに組み込むことも、ポンプ、脱気装置、ホース、バルブ、セラミック分注ノズルを含むスターターキットとして単体で使用することもできます。

「2013年に顧客の要求に基づき、オリジナルのポンプを開発しました」と、Ginolisの技術ディレクター兼開発責任者であるマルック・カンサコスキは語る。「当時彼が使用していたソリューションは、必要な精度を提供できなかったのです。そのため、精度要件を満たすポンプの開発を依頼されました。PiezoMotor 、直接顧客によってPiezoMotor 」 その結果生まれたのは特注の単品ポンプでしたが、2019年に通信インターフェースを改良し、量産に適した仕様へと変更されました。

PiezoMotor ベローズをPiezoMotor

ジノリスPMBiポンプの原理は、ベローズを収縮・膨張させる高精度ピエゾモーターです。ベローズは、密閉されたチャンバー内に吸引された液滴を正確に吐出します。マグネットバルブが短時間（100マイクロ秒）開き、液滴を放出します。これにより、1秒間に最大100個の液滴を吐出することができる。ピエゾモーターの使用により、ベローシステム内の摩擦がなくなり、その結果、ポンプ寿命が非常に長く、シール交換の必要がありません。ポンプのサイズはわずか127 x 44.5 x 148.5 mmで、RS-232およびRS-485インターフェースを装備しています。内蔵の圧力センサーが液剤ラインの詰まり、漏れ、エアーを制御し、ポンプの上流圧力発生と予備吐出中の圧力安定化を監視します。

「このポンプは1ナノリットルの液滴サイズで流体を吐出します。これには流体チャンバーの動きに極めて高い精度が求められます。さらに、モーターには反動が一切あってはならず、これはピエゾモーターによって実現されています」と、Ginolisのマルック・カンサコスキは強調する。 この独自のポンプには、標準仕様のTwin LT20およびTwin LT40リニアモーターが 搭載されており、推力 。

推力 高推力

圧電モーターは、最高精度と小型化が求められる用途で一般的に使用されます。堅牢で高精度のこれらのモーターは、革新的でありながら実績Piezo LEGS を採用し、ナノメートル、さらにはサブナノメートル単位のバックラッシュのない動作を実現します。逆圧電効果により、特定のセラミック材料には電圧が印加されると変形が生じます。

電圧を印加するとブラシ付き直流モーターが起動する。セラミック製で対をなすPiezo LEGS（通常は合計4本または6本）は、直線運動モーターと回転モーターの両方を駆動可能である。駆動ロッドが常に少なくとも1組のLEGSで保持されるため、これらのモーターは特に移動・保持用途に適している。これにより保持推力 不要となり、推力 高い推力 確保できる。 従来の電動モーターと比較し、以下の多数の利点を備えています：-推力 （数ニュートンから最大450 N）- 優れた動特性と小型化可能性- 速度に対する高い柔軟性と卓越した精度

今後さらに広がる協力関係

「技術的にユニークなデザインのポンプを開発し、特許も取得しました」とカーンサコスキは言う。このポンプは、コンパクトで高精度の非接触型分注・吸引プラットフォームである、ジノリスの分注プラットフォーム「セシリア-L」に標準装備されています。Cecilia-Lは、マイクロ流体チップやカートリッジの印刷、バイオチップや小型アッセイの自動流体ハンドリングと同様に、多くの医療技術アプリケーションに理想的です。このプラットフォームは2～4台のPMBi分注ポンプを装備しています。

PiezoMotor 、開発段階から量産に至るまで非常に満足のいくPiezoMotor 。適切なエンコーダの供給により、開発に必要な時間を短縮することが可能となりました。「現在、当社の焦点はロボティクスと自動化にあります」とカンサコスキ氏は述べています。「しかし、高精度な組立プロセスに対する需要は存在します。今後、PiezoMotor 間違いありません。」