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Oghje, quasi tutti i taglii laser di precisione di metalli è non metalli sò eseguiti cù arnesi equipati di laser di fibra o laser di impulsi ultracorti (USP), o qualchì volta i dui. aduprendu machini chì incorpore lasers in fibra. Motion Dynamics fabrica subassemblies, cum'è assemblei "pull wire" principarmenti utilizati in neurologia, utilizendu una macchina chì include un laser femtosecondu USP è unu di l'ultimi sistemi hibridi cumpresi laser femtosecond è fibra per a massima flessibilità è versatilità.
Per parechji anni, a maiò parte di a micromachinizazione laser hè stata realizata utilizendu laser nanosecondi di u statu solidu chjamati laser DPSS. Tuttavia, questu hè avà cambiatu cumplettamente grazia à u sviluppu di dui tipi di laser completamente differenti, è dunque cumplementari. Originariamente sviluppati per e telecomunicazioni, i laser in fibra sò maturati in laser di processazione di materiali di cavallu in parechje industrii, spessu à l'infrarous vicinu à a so scala. Ciò si traduce in laser compatti, assai affidabili è facili da integrare in macchine specializate, è generalmente offrenu un costu di pruprietà più bassu cà i tipi di laser più antichi. Impurtante, per a micromachine, u fasciu di output pò esse focalizatu in un locu chjucu è pulitu di solu pochi microns di diametru, cusì sò ideali per u tagliu, saldatura è perforazione in alta risoluzione, è ancu un impulsu singulu è cuntrullabile. 0 kHz.Along cù putenza scalabile, questu sustene u tagliu è a perforazione veloce.
Tuttavia, un putenziale svantaghju di laser di fibra in micromachining hè a machining di picculi caratteristiche è / o parti sottili è delicate. Lunghe (per esempiu, 50 µs) durazioni di impulsu risultatu in una piccula quantità di zona affettata da u calore (HAZ) cum'è materiale riformulatu è rugosità di u bordu, chì pò esse bisognu di qualchì post-processing. prublema AZ.
Cù i laser USP, a maiò parte di u calore extra assuciatu à u prucessu di taglio o perforazione hè trasportatu in i detriti ejected prima ch'ellu hà u tempu di sparghje in u materiale circundante. I laser USP cù output di picosecondi sò stati longu utilizati in applicazioni di micromachining chì implicanu plastichi, semiconduttori, ceramica è certi metalli (picosecondi = 10-12 seconde). taglia significa chì i laser picosecondi ùn furnisce micca sempre i risultati migliurati chì ghjustificà l'aumentu di u costu di prima lasers USP.This hè avà cambiatu cù l'avventu di laser femtosecondi di qualità industriale (femtosecond = 10-15 seconde).Un esempiu hè a serie di Monaco di Coherent Inc. , platinu, oru, magnesiu, cobalt-chromium, titaniu, è più, è ancu non-metalli. Mentre a cumminazzioni di cortu durata di impulsu è energia di pulse bassu impediscenu danni termali (HAZ), l'altu (MHz) ritmu di ripetizione assicura una velocità di trasferimentu costu-efficace per parechji dispositi medichi d'altu valore.
Di sicuru, quasi nimu in a nostra industria hà bisognu di solu un laser.Invece, anu bisognu di una machina basata in laser, è avà sò parechje machini specializati ottimizzati per taglio è perforazione di i dispositi medichi. Un esempiu hè a serie StarCut Tube di Coherent, chì pò esse usata cù laser in fibra, laser femtosecondu, o cum'è una versione hibrida chì incorpora i dui tipi di laser.
Chì significà a specializazione di i dispositi medichi? A maiò parte di sti dispusitivi sò pruduciuti in batch limitati basati nantu à designi persunalizati. Per quessa, a flessibilità è a facilità d'utilizazione sò cunsiderazioni chjave.A listessa macchina deve manighjà tramindui per maximizà u so valore. Sti bisogni sò generalmente soddisfatti fornendu movimenti multi-assi cuntrullati CNC (xyz è rotatori) è un HMI user-friendly per una prugrammazione è un cuntrollu simplice. In u casu di StarCut Tube, una nova opzione di modulu di carica di tubu vene cun un magazinu di carica laterale (chjamatu StarFeed) per tubi finu à 3 m di lunghezza di produzzione automatizzata, permette una classificazione automatica.
A flessibilità di u prucessu di queste macchine hè ancu rinfurzata da u supportu per u tagliu umitu è ​​seccu è ugelli di consegna facilmente regulabili per i prucessi chì necessitanu gas d'assistenza. A risoluzione spaziale hè ancu particularmente impurtante per a machinazione di pezzi assai chjuchi, chì significa chì a stabilità termomeccanica elimina l'effetti di vibrazione spessu incontrati in i magazzini.
NPX Medical hè un fabricatore di cuntrattu abbastanza novu chì furnisce servizii di design, ingegneria è taglio laser di precisione à i fabricatori di dispositivi medichi. Fundata in 2019, a cumpagnia hà custruitu una reputazione in l'industria per i prudutti di qualità è a reattività, supportendu una larga gamma di dispusitivi cumpresi stent, implants, stent di valvola è tubi flessibili di consegna per diverse procedure chirurgiche, interventi neurovascolari, pediatrici, renali, neurovascolari, renali o renali. chirurgia gastrointestinale. U so cutter laser principale hè u StarCut Tube 2 + 2Â cù una StarFiber 320FC cù una putenza media di 200 watts. Mike Brenzel, unu di i fundatori di NPX, spiegò chì "i fundatori portanu anni di esperienza di cuncepimentu è di fabricazione di dispositivi medichi - più di 90 anni in totale", cù a nostra esperienza di taglio laser precedente in StarCut. è sapemu digià chì i laser di fibra ponu furnisce a rapidità è a qualità chì avemu bisognu. Per i dispositi cum'è tubi di pareti spessi è valvole di cori, avemu bisognu di velocità, è u laser USP pò esse troppu lento per i nostri bisogni. In più di ordini di produzzione di volumi elevati - avemu spicializati in picculi lotti di pezzi - solu trà 5 è 150 pezzi - u nostru scopu hè di compie questi picculi turnarounds in batch, cumpresi cutting, furmazioni, prugrammazioni, prugrammazioni, prughjetti, prughjetti, prughjetti, prughjetti, prughjetti, prughjetti, prughjetti, prughjetti. In più di a velocità, Brenzel hà mintuatu l'affidabilità di a macchina cum'è un vantaghju maiò, chì ùn hà micca bisognu di una sola chjama di serviziu in l'ultimi 18 mesi di operazione quasi cuntinuu.
Figura 2. NPX prupone una varietà di opzioni di post-processing. U materiale mostratu quì hè l'acciaio inox T316 cù un 5mm OD è 0.254mm wall thickness.The left part is cut/microblasted and the right part is electropolished.
In più di parti di nitinol, a cumpagnia faci ancu un usu estensivu di leghe di cobalto-cromu, leghe di tantalu, leghe di titaniu è parechji tipi di acciai inossidabili medichi. Jeff Hansen, Laser Processing Manager, spiega: "A flessibilità di a macchina hè un altru attivu impurtante, chì ci permette di sustene u tagliu di una gamma assai diversa di materiali, cumprese tubi è piani.Pudemu fucalizza u fasciu finu à un locu 20-micron, chì hè utile per più Tubi sottili sò assai utili.Certi di sti tubi sò solu 0.012 "ID, è l'altu rapportu di putenza di punta à putenza media di l'ultimi laser di fibra maximizeghja a nostra velocità di taglio mentre furnisce ancu a qualità di punta desiderata.Avemu Assolutamente bisognu di a velocità di i prudutti più grande cù un diametru esternu finu à 1 inch.
In più di u tagliu di precisione è di a risposta rapida, NPX offre ancu una gamma completa di tecnulugia di post-processamentu, è ancu servizii di cuncepimentu cumpletu chì sfruttanu a so vasta sperienza in l'industria. Queste tecniche includenu elettrolucidatura, sabbiatura, decapaggio, saldatura laser, impostazione di calore, formatura, passivazione, prova di temperatura Af, è teste di fatigue, chì sò tutti chjave per u prucessu di finitura, u cuntrollu di u prucessu di fabricazione. Di solitu dipende s'ellu si parla di una applicazione à fatigue alta o bassa.Per esempiu, una parte di alta fatigue cum'è una valvula di cori puderia piegà un miliardo di volte in a so vita cum'è un post-processing Cum'è un passu, hè impurtante d'utilizà sandblasting per aumentà u raghju di tutti i bordi.Ma i cumpunenti di bassa fatigue cum'è i sistemi di consegna o i fili di guida spessu ùn anu micca bisognu di un post-processamentu estensivu ".In quantu à l'expertise di u disignu, spiega Brenzel, ci sò avà quant'è Trè quarti di i clienti utilizanu ancu i so servizii di design per prufittà di l'aiutu è e cumpetenze di NPX per ottene l'approvazione di a FDA.
Motion Dynamics (Fruitport, MI) hè un fabricatore di molle in miniatura persunalizati, bobine mediche è assemblee di fili chì a so missione hè di risolve i prublemi di i clienti, per esse cumplessi o apparentemente impussibili, in u più brevi tempu. assemblee "tire filu".
Cum'è l'ammentatu prima, a scelta di u laser di fibra o USP hè una questione di preferenza di l'ingegneria è ancu di u tipu d'equipaggiu è di prucessi supportati. Chris Witham, presidente di Motion Dynamics, spiegò: "Basatu nantu à un mudellu di cummerciale chì hè assai focu annantu à i prudutti neurovasculari, pudemu furnisce risultati differenziati in u disignu, l'esekzione è u serviziu.Usemu solu taglio laser per pruduce i cumpunenti chì usemu in casa., per fabricà i cumpunenti d'altu valore, "difficili" chì sò diventati a nostra specialità è reputazione;ùn avemu micca prupostu taglio laser cum'è un serviziu cuntrattu.Avemu trovu chì a maiò parte di i taglii laser chì realicemu sò megliu fatti cù laser USP, è per parechji anni aghju utilizatu un Tubu StarCut cù unu di questi laser.A causa di a forte dumanda di i nostri prudutti, avemu dui turni di 8 ore à ghjornu, qualchì volta ancu trè turni, è in 2019 avemu bisognu di acquistà un altru Tubu StarCut per sustene sta Crescita.Ma sta volta, avemu decisu di andà cun unu di i novi mudelli hibridi di laser femtosecondi USP è laser di fibra.L'avemu ancu assuciatu cù un caricatore / scaricatore StarFeed in modu chì pudemu automatizà cumplettamente u tagliu - l'operatore simpricimenti mette u biancu U tubu hè carricu in l'alimentatore è u prugramma operatore di u software per u pruduttu hè iniziatu.
Figura 3. Stu tubu di consegna flexible d'acciaio inox (mostratu accantu à un eraser di lapis) hè statu tagliatu cù un laser femtosecondu di Monaco.
Witham aghjusta chì mentre utilizanu occasionalmente a macchina per u taglio piatta, più di u 95 per centu di u so tempu hè spesu à creà o mudificà i prudutti cilindrichi per i so assemblei di cateteri orientabili, vale à dì ipotubi, bobine è spirali, cumprese punte profilate di taglio e fori tagliati. inclusi l'acciaio inossidabile, l'oru puru, u platinu è nitinol.
Figura 4. Motion Dynamics usa ancu a saldatura laser extensively.Above, a bobina hè stata saldata à u tubu tagliatu laser.
Chì sò l'opzioni laser? Witham spiegò chì una qualità eccellente di u bordu è i kerfs minimi sò critichi per a maiò parte di i so cumpunenti, cusì inizialmente preferiscenu i laser USP. Inoltre, nimu di i materiali chì a cumpagnia usa pò esse tagliatu da unu di questi laser, cumpresi i picculi cumpunenti d'oru usati cum'è marcatori radiopachi in alcuni di i so prudutti. senza dubbitu chì a fibra ottica pò furnisce velocità più altu ", disse. "Ma per via di u nostru focus d'applicazione particulari, questu generalmente significa qualchì tipu di post-processamentu, cum'è a pulizia chimica è ultrasonica o l'elettropulitura.Allora avè una macchina hibrida ci permette di sceglie quale prucessu generale - USP solu o fibra è manipulazione post-processing - Optimum per ogni cumpunente.Ci permette di spiegà a pussibilità di machining hibridu di u stessu cumpunente, soprattuttu induve sò implicati diametri più grossi è spessori di pareti: ancu taglio veloce cù laser di fibra, Allora aduprate un laser femtosecondu per u tagliu fine.Si aspetta chì u laser USP ferma a so prima scelta perchè a maiò parte di i so taglii laser implicanu spessori di muru trà 4 è 6 thou, ancu s'elli scontranu spessori di muru chì varienu da 1 à 20 thou.Tubi d'acciaio inossidabile trà voi.
In cunclusioni, u taglio laser è a perforazione sò prucessi chjave in a fabricazione di diversi dispositi medichi. Oghji, grazia à l'avanzati in a tecnulugia laser core è e macchine altamente ottimizzate cunfigurate per i bisogni specifichi di l'industria, sti prucessi sò più faciuli d'utilizà è furnisce risultati megliu cà mai.