Aquest lloc web està gestionat per una o més empreses propietat d'Informa PLC i tots els drets d'autor són propietat d'elles. L'oficina social d'Informa PLC és 5 Howick Place, Londres SW1P 1WG. Registrada a Anglaterra i Gal·les.Núm.8860726.
Avui en dia, gairebé tot el tall làser de precisió de metalls i no metalls es realitza amb eines equipades amb làsers de fibra o làsers de pols ultrashort (USP), o de vegades ambdós. En aquest article, explicarem els diferents avantatges dels dos làsers i veurem com els dos fabricants utilitzen aquests làsers. utilitzant màquines que incorporen làsers de fibra. Motion Dynamics fabrica subconjunts, com ara conjunts de "filferro" utilitzats principalment en neurologia, utilitzant una màquina que inclou un làser de femtosegon USP i un dels sistemes híbrids més recents que inclou làsers de femtosegon i fibra per a la màxima flexibilitat i versatilitat.
Durant molts anys, la majoria de micromecanitzat làser s'ha realitzat utilitzant làsers de nanosegons d'estat sòlid anomenats làsers DPSS. No obstant això, això ara ha canviat completament gràcies al desenvolupament de dos tipus de làser completament diferents i, per tant, complementaris. Desenvolupats originalment per a telecomunicacions, els làsers de fibra s'han convertit en làsers de processament de materials de cavall de batalla en moltes indústries, sovint amb un èxit d'infraroig proper i la seva senzilla escalabilitat. Això dóna com a resultat làsers que són compactes, altament fiables i fàcils d'integrar en màquines especialitzades i, en general, ofereixen un menor cost de propietat que els tipus làser més antics. És important destacar que per al micromecanitzat, el feix de sortida es pot enfocar en un punt petit i net de només unes poques micres de diàmetre, de manera que són ideals per al tall, la soldadura i la perforació d'alta resolució, des de la sortida de polsos fins a la perforació flexible. 0 kHz. Juntament amb una potència escalable, això admet el tall i la perforació ràpids.
No obstant això, un desavantatge potencial dels làsers de fibra en el micromecanitzat és el mecanitzat de peces petites i/o primes i delicades. Les durades de pols llargues (per exemple, 50 µs) donen lloc a una petita quantitat de zona afectada per la calor (HAZ), com ara material de refusat i una petita rugositat de les vores, que pot requerir algun postprocessament. problema AZ.
Amb els làsers USP, la major part de la calor addicional associada al procés de tall o perforació s'emporta als residus expulsats abans que tingui temps de difondre's al material circumdant. Els làsers USP amb sortida de picosegons s'utilitzen durant molt de temps en aplicacions de micromecanitzat que inclouen plàstics, semiconductors, ceràmica i certs metalls (picosegons = 10-12 segons). La mida significa que els làsers de picosegons no sempre proporcionen els resultats millorats que justificarien l'augment del cost dels làsers USP anteriors. Ara això ha canviat amb l'arribada dels làsers de femtosegons de grau industrial (femtosegons = 10-15 segons). Un exemple és la sèrie de làsers Monaco de Coherent Inc. , platí, or, magnesi, cobalt-crom, titani i més, així com els no metalls. Tot i que la combinació d'una durada de pols curta i una baixa energia de pols evita danys tèrmics (HAZ), l'alta taxa de repetició (MHz) garanteix velocitats de rendiment rendibles per a molts dispositius mèdics d'alt valor.
Per descomptat, gairebé ningú a la nostra indústria necessita només un làser. En canvi, necessiten una màquina basada en làser, i ara hi ha moltes màquines especialitzades optimitzades per tallar i perforar dispositius mèdics. Un exemple és la sèrie StarCut Tube de Coherent, que es pot utilitzar amb làsers de fibra, làsers de femtosegundo o com a versió híbrida que incorpori ambdós tipus de làser.
Què significa l'especialització en dispositius mèdics? La majoria d'aquests dispositius es produeixen en lots limitats basats en dissenys personalitzats. Per tant, la flexibilitat i la facilitat d'ús són consideracions clau. Encara que molts dispositius es fabriquen a partir de palanxes, alguns components s'han de mecanitzar amb precisió a partir de palanxes planes;la mateixa màquina ha de gestionar ambdues per maximitzar el seu valor. Aquestes necessitats solen satisfer-se proporcionant un moviment controlat per CNC de diversos eixos (xyz i rotatiu) i una HMI fàcil d'utilitzar per a una programació i un control senzills.
La flexibilitat del procés d'aquestes màquines es millora encara més gràcies al suport per al tall en sec i humit i broquets de lliurament fàcilment ajustables per a processos que requereixen gas d'ajuda. La resolució espacial també és especialment important per a mecanitzar peces molt petites, la qual cosa significa que l'estabilitat termomecànica elimina els efectes de la vibració que es troben sovint als tallers mecànics. La gamma StarCut Tube satisfà aquesta necessitat construint un gran nombre d'elements de granit.
NPX Medical és un fabricant de contracte força nou que ofereix serveis de disseny, enginyeria i tall per làser de precisió als fabricants de dispositius mèdics. Fundada el 2019, l'empresa ha construït una reputació a la indústria per als productes de qualitat i la capacitat de resposta, donant suport a una àmplia gamma de dispositius que inclouen stents, implants, stents de vàlvules i tubs de lliurament flexibles per a procediments quirúrgics, neurovasculars, pediàtrics, renals, cardiovasculars, espinosos, renals i cardiovasculars de la mateixa manera. cirurgia gastrointestinal. El seu tallador làser principal és el StarCut Tube 2+2Â amb un StarFiber 320FC amb una potència mitjana de 200 watts. Mike Brenzel, un dels fundadors de NPX, va explicar que "els fundadors aporten anys d'experiència en el disseny i fabricació de dispositius mèdics, més de 90 anys en total", amb la nostra experiència de tall làser anterior amb una gran quantitat de treballs similars a StarCut. i ja sabem que els làsers de fibra poden proporcionar la velocitat i la qualitat que necessitem. Per a dispositius com els tubs de parets gruixudes i les vàlvules cardíaques, necessitem velocitat, i el làser USP pot ser massa lent per a les nostres necessitats. A més de les comandes de producció de gran volum, estem especialitzats en lots petits de peces, només entre 5 i 150 peces, el nostre objectiu és completar aquests petits lots, incloent-hi canvis de lots petits, incloent-hi tan sols uns quants dies d'inspecció, disseny, inspecció, disseny, programació A més d'esmentar la velocitat, Brenzel va esmentar la fiabilitat de la màquina com un avantatge important, ja que no ha requerit una sola trucada de servei durant els últims 18 mesos d'operació gairebé contínua.
Figura 2. NPX ofereix una varietat d'opcions de postprocessament. El material que es mostra aquí és acer inoxidable T316 amb un OD de 5 mm i un gruix de paret de 0,254 mm. La part esquerra està tallada/microgranada i la part dreta electropolita.
A més de les peces de nitinol, l'empresa també fa un ús extensiu d'aliatges de cobalt-crom, aliatges de tàntal, aliatges de titani i molts tipus d'acers inoxidables mèdics. Jeff Hansen, gerent de processament làser, explica: "La flexibilitat de la màquina és un altre actiu important, que ens permet donar suport al tall d'una gamma molt diversa de materials, inclosos tubs i plans.Podem enfocar el feix fins a un punt de 20 micres, que és útil per a més. Els tubs prims són molt útils.Alguns d'aquests tubs només tenen una ID de 0,012 polzades, i l'alta relació de potència màxima a potència mitjana dels últims làsers de fibra maximitza la nostra velocitat de tall alhora que ofereix la qualitat de vora desitjada.Necessitem absolutament la velocitat de productes més grans amb un diàmetre exterior de fins a 1 polzada".
A més del tall de precisió i la resposta ràpida, NPX també ofereix una gamma completa de tecnologies de postprocessament, així com serveis de disseny integral que aprofiten la seva àmplia experiència en la indústria. Aquestes tècniques inclouen l'electropolit, el sorra, el decapat, la soldadura per làser, la configuració de calor, la conformació, la passivació, les proves de temperatura Af i les proves de fatiga, totes les quals són clau per al procés de fabricació de dispositius de control posterior al procés de fabricació. generalment depèn de si estem parlant d'una aplicació d'alta fatiga o de poca fatiga.Per exemple, una peça d'alta fatiga com una vàlvula cardíaca pot doblegar-se mil milions de vegades al llarg de la seva vida útil com a postprocessament. Com a pas, és important utilitzar el sorra per augmentar el radi de totes les vores.Però els components de baixa fatiga com els sistemes de lliurament o els cables de guia sovint no requereixen un postprocessament extens.En termes d'expertesa en disseny, explica Brenzel, ara hi ha fins a tres quartes parts dels clients que també utilitzen els seus serveis de disseny per aprofitar l'ajuda i les habilitats de NPX per obtenir l'aprovació de la FDA.
Motion Dynamics (Fruitport, MI) és un fabricant de molles en miniatura personalitzades, bobines mèdiques i conjunts de filferro la missió dels quals és resoldre els problemes dels clients, per complexos o aparentment impossibles que siguin, en el menor temps possible. conjunts de "filferro".
Com s'ha esmentat anteriorment, l'elecció del làser de fibra o USP és una qüestió de preferència d'enginyeria, així com del tipus d'equips i processos suportats. Chris Witham, president de Motion Dynamics, va explicar: "Basant-nos en un model de negoci molt centrat en productes neurovasculars, podem oferir resultats diferenciats en disseny, execució i servei.Només utilitzem el tall làser per produir els components que fem servir a casa., per fabricar els components d'alt valor i "difícils" que s'han convertit en la nostra especialitat i reputació;no oferim tall làser com a servei contractat.Hem descobert que la majoria de talls làser que realitzem es fan millor amb làsers USP, i durant molts anys he estat utilitzant un tub StarCut amb un d'aquests làsers.A causa de la gran demanda dels nostres productes, tenim dos torns de 8 hores al dia, de vegades fins i tot tres torns, i el 2019 necessitem adquirir un altre StarCut Tube per donar suport a aquest creixement.Però aquesta vegada, vam decidir optar per un dels nous models híbrids de làsers USP de femtosegons i làsers de fibra.També l'hem emparellat amb un carregador/descarregador StarFeed perquè puguem automatitzar completament el tall: l'operador només ha de posar el blanc El tub es carrega a l'alimentador i s'inicia el programa operatiu del producte.
Figura 3. Aquest tub d'entrega flexible d'acer inoxidable (mostrat al costat d'una goma d'esborrar de llapis) s'ha tallat amb un làser de femtosegon Mònaco.
Witham afegeix que, tot i que ocasionalment utilitzen la màquina per tallar pla, més del 95 per cent del seu temps es dediquen a crear o modificar productes cilíndrics per als seus conjunts de catèters orientables, és a dir, hipotubs, bobines i espirals, incloent-hi el tall de puntes perfilades i els forats de tall. incloent acer inoxidable, or pur, platí i nitinol.
Figura 4. Motion Dynamics també utilitza àmpliament la soldadura làser. A dalt, la bobina s'ha soldat al tub de tall làser.
Quines són les opcions làser? Witham va explicar que una excel·lent qualitat de vora i uns talls mínims són crítics per a la majoria dels seus components, de manera que inicialment preferien els làsers USP. A més, cap dels materials que utilitza l'empresa es pot tallar amb un d'aquests làsers, inclosos els diminuts components d'or utilitzats com a marcadors radioopacs en alguns dels seus productes. Sens dubte, la fibra òptica pot proporcionar velocitats més altes", va dir. "Però a causa del nostre enfocament particular en l'aplicació, això sol significar algun tipus de post-processament, com ara neteja química i ultrasònica o electropolit.Així doncs, tenir una màquina híbrida ens permet escollir quin procés global – només USP o fibra i manipulació de postprocessament – ​​òptim per a cada component.Ens permet explorar la possibilitat de mecanitzar híbrids d'un mateix component, especialment quan hi ha diàmetres i gruixos de paret més grans: fins i tot tall ràpid amb làsers de fibra, a continuació, utilitzeu un làser de femtosegon per a un tall fi.Ell espera que el làser USP segueixi sent la seva primera opció perquè la majoria dels seus talls làser impliquen gruixos de paret entre 4 i 6 mil, tot i que es troben amb gruixos de paret que oscil·len entre 1 i 20 mil.Tubs d'acer inoxidable entre vosaltres.
En conclusió, el tall per làser i la perforació són processos clau en la fabricació de diversos dispositius mèdics. Avui en dia, gràcies als avenços en la tecnologia làser central i a màquines altament optimitzades configurades per a les necessitats específiques de la indústria, aquests processos són més fàcils d'utilitzar i ofereixen millors resultats que mai.