Denne hjemmeside drives af en eller flere virksomheder ejet af Informa PLC, og alle ophavsrettigheder ejes af dem.Informa PLC's registrerede kontor er 5 Howick Place, London SW1P 1WG.Registered in England and Wales.No.8860726.
I dag udføres næsten al præcisionslaserskæring af metaller og ikke-metaller ved hjælp af værktøjer udstyret med fiberlasere eller ultrashort pulse (USP) lasere, eller nogle gange begge dele.I denne artikel vil vi forklare de forskellige fordele ved de to lasere og se, hvordan begge producenter bruger disse lasere.NPX Medical (Plymouth, MN) er en kontrakt specialiseret behandlingsvirksomhed, der fremstiller og anvender en række fleksible stentmaskiner, implanteringsværktøjer, implanteringsværktøjer, implanteringsværktøjer og -beholdere. s, der inkorporerer fiberlasere.Motion Dynamics fremstiller underenheder, såsom "pull wire"-samlinger, der primært bruges i neurologi, ved hjælp af en maskine, der inkluderer en USP femtosecond-laser og et af de nyeste hybridsystemer, herunder femtosecond- og fiberlasere for maksimal fleksibilitet og alsidighed.
I mange år er det meste af lasermikrobearbejdning blevet udført ved hjælp af solid-state nanosekundlasere kaldet DPSS-lasere. Dette har dog nu fuldstændig ændret sig takket være udviklingen af ​​to helt forskellige, og derfor komplementære, lasertyper. Oprindeligt udviklet til telekommunikation, er fiberlasere blevet modnet til lasere til behandling af arbejdshestmaterialer i mange industrier, ofte på grund af dens simple og lige lange succes. effektskalerbarhed. Dette resulterer i lasere, der er kompakte, yderst pålidelige og nemme at integrere i specialiserede maskiner, og som generelt giver lavere ejeromkostninger end ældre lasertyper. Vigtigt for mikrobearbejdning kan udgangsstrålen fokuseres til et lille, rent sted på kun et par mikrometer i diameter, så de er ideelle til højopløsningsskæring, svejsning og pulsering kan også udføres med fleksible svejse- og borehastigheder. til 170 kHz. Sammen med skalerbar kraft understøtter dette hurtig skæring og boring.
En potentiel ulempe ved fiberlasere i mikrobearbejdning er imidlertid bearbejdning af små funktioner og/eller tynde, sarte dele. Lange (f.eks. 50 µs) pulsvarigheder resulterer i en lille mængde varmepåvirket zone (HAZ) såsom omstøbt materiale og lille kantruhed, hvilket kan kræve en vis efterbearbejdning. pulser – eliminer HAZ-problemet.
Med USP-lasere bliver det meste af den ekstra varme, der er forbundet med skære- eller boreprocessen, ført væk i det udstødte affald, før det når at diffundere ind i det omgivende materiale. USP-lasere med picosecond output har længe været brugt i mikrobearbejdningsapplikationer, der involverer plastik, halvledere, keramik og visse metaller (picoseconds for 2 seconds of the humans of a metals). s høje termiske ledningsevne og lille størrelse betyder, at picosekund-lasere ikke altid giver de forbedrede resultater, der ville retfærdiggøre de øgede omkostninger ved tidligere USP-lasere. Dette har nu ændret sig med fremkomsten af ​​femtosekundlasere af industriel kvalitet (femtosekund = 10-15 sekunder). Et eksempel er Coherent Inc.'s MonaLike-serie af lasere, som kan skære i metal, som kan skæres i metal, som kan skære lys, eller som kan skære lasere i metal. s bruges i medicinsk udstyr, herunder rustfrit stål, platin, guld, magnesium, kobolt-chrom, titanium og mere, såvel som ikke-metaller. Mens kombinationen af ​​kort pulsvarighed og lav pulsenergi forhindrer termisk skade (HAZ), sikrer den høje (MHz) gentagelseshastighed omkostningseffektive gennemløbshastigheder for mange medicinske apparater af høj værdi.
Naturligvis er der næsten ingen i vores branche, der har brug for kun én laser. I stedet har de brug for en laserbaseret maskine, og der er nu mange specialiserede maskiner, der er optimeret til at skære og bore medicinsk udstyr. Et eksempel er Coherents StarCut Tube-serie, som kan bruges med fiberlasere, femtosekundlasere eller som en hybridversion, der inkorporerer begge lasertyper.
Hvad betyder specialisering i medicinsk udstyr? De fleste af disse enheder produceres i begrænsede partier baseret på brugerdefinerede designs. Derfor er fleksibilitet og brugervenlighed nøgleovervejelser. Mens mange enheder er fremstillet af billets, skal nogle komponenter være præcisionsbearbejdet af flade barrer;den samme maskine skal håndtere begge dele for at maksimere dens værdi. Disse behov opfyldes normalt ved at levere multi-akse CNC-styret (xyz og roterende) bevægelse og et brugervenligt HMI til enkel programmering og kontrol. I tilfældet med StarCut Tube, leveres en ny tube loading-modul med et sidefyldningsmagasin (kaldet StarFeed) til rør op til 3 m i længden og en fuldautomatisk sortering til produktion af tilskårne produkter.
Disse maskiners procesfleksibilitet forbedres yderligere af understøttelse af våd- og tørskæring og let justerbare leveringsdyser til processer, der kræver hjælpegas. Rumlig opløsning er også særlig vigtig ved bearbejdning af meget små dele, hvilket betyder, at termomekanisk stabilitet eliminerer virkningerne af vibrationer, der ofte opstår i maskinværksteder. StarCut Tube-serien opfylder dette behov ved at bygge et stort antal snitelementer.
NPX Medical er en forholdsvis ny kontraktproducent, der leverer design-, ingeniør- og præcisionslaserskæringstjenester til producenter af medicinsk udstyr. Virksomheden blev grundlagt i 2019 og har opbygget et ry i branchen for kvalitetsprodukter og reaktionsevne og understøtter en bred vifte af enheder, herunder stents, implantater, ventilstents og fleksible indføringsrør til lignende forskellige kirurgiske indgreb, inklusiv kirurgiske indgreb i nervekar, knogler, knogler, knogler, ologisk og gastrointestinal kirurgi. Dens vigtigste laserskærer er StarCut Tube 2+2Â med en StarFiber 320FC med en gennemsnitlig effekt på 200 watt. Mike Brenzel, en af ​​NPX's grundlæggere, forklarede, at "grundlæggerne medbringer mange års erfaring med design og fremstilling af medicinsk udstyr - mere end 90 års erfaring med i alt StarC-fibre, med en masse tidligere arbejds-lignende maskiner med StarC-maskiner". skæring, og vi ved allerede, at fiberlasere kan give den hastighed og kvalitet, vi har brug for. For enheder som tykvæggede rør og hjerteklapper har vi brug for hastighed, og USP-laseren kan være for langsom til vores behov. Ud over højvolumenproduktionsordrer – specialiserer vi os i små partier af dele – kun mellem 5 og 150 stykker – vores mål er at fuldføre disse små batchprogrammer et par dage, inden for design-, udskærings- og udskæring, inkl. ion, sammenlignet med ugerne efter en ordre er afgivet til større virksomheder.” Ud over at nævne hastighed, nævnte Brenzel pålideligheden af ​​maskinen som en stor fordel, der ikke krævede et eneste servicekald i løbet af de seneste 18 måneder med næsten kontinuerlig drift.
Figur 2. NPX tilbyder en række forskellige muligheder for efterbehandling. Materialet vist her er T316 rustfrit stål med en 5 mm OD og 0,254 mm vægtykkelse. Den venstre del er skåret/mikroblæst, og den højre del er elektropoleret.
Ud over nitinol-dele gør virksomheden også i vid udstrækning brug af kobolt-kromlegeringer, tantallegeringer, titanlegeringer og mange typer medicinske rustfrie stål. Jeff Hansen, Laser Processing Manager, forklarer: "Maskinfleksibilitet er et andet vigtigt aktiv, som gør det muligt for os at understøtte skæring af et meget forskelligt udvalg af flade materialer, herunder rør og flade materialer.Vi kan fokusere strålen ned til en 20-mikron plet, hvilket er nyttigt for flere tynde rør er meget nyttige.Nogle af disse rør er kun 0,012″ ID, og ​​det høje forhold mellem spidseffekt og gennemsnitseffekt for de nyeste fiberlasere maksimerer vores skærehastighed, mens de stadig giver den ønskede kantkvalitet.Vi har absolut brug for hastigheden af ​​større produkter med en udvendig diameter på op til 1 tomme."
Udover præcisionsskæring og hurtig respons tilbyder NPX også en bred vifte af efterbehandlingsteknologier samt omfattende designtjenester, der udnytter dens omfattende erfaring i branchen. Disse teknikker omfatter elektropolering, sandblæsning, bejdsning, lasersvejsning, varmeindstilling, formning, passivering, Af-temperaturtest og udmattelsestestning, som alle er nøglen til kantkontrol, Nitinol-stofbearbejdning, Nitinol-bearbejdning. "Det afhænger normalt af, om vi taler om en høj- eller lav-træthedsapplikation.For eksempel kan en højtræthedsdel som en hjerteklap bøje en milliard gange i løbet af sin levetid som en efterbehandling. Som et trin er det vigtigt at bruge sandblæsning for at øge radius af alle kanter.Men komponenter med lav træthed som leveringssystemer eller guidewirer kræver ofte ikke omfattende efterbehandling."Med hensyn til designekspertise, forklarer Brenzel, er der nu så mange som Tre fjerdedele af kunderne bruger også deres designtjenester til at drage fordel af NPX's hjælp og kompetencer til at opnå FDA-godkendelse. Virksomheden er meget god til at omdanne "servietskitsen"-konceptet til et produkt i sin endelige form på kort tid.
Bevægelsesdynamik (Fruitport, MI) er en producent af brugerdefinerede miniatyrfjedre, medicinske spoler og trådforsamlinger, hvis mission er at løse kundeproblemer, uanset hvor kompleks eller tilsyneladende umulig, på kortest mulig tid. I medicinske enheder understreger det primært komplekse samlinger til neurovaskulære kirurgi, inklusive design, produktion og samling af høj-quality trådforsamlinger til anvendelser, såsom styring af kateter-damme, inklusive tråden ".
Som tidligere nævnt er valget af fiber eller USP-laser et spørgsmål om ingeniørpræference såvel som typen af ​​udstyr og processer, der understøttes.Chris Witham, formand for Motion Dynamics, forklarede: "Baseret på en forretningsmodel, der er stærkt fokuseret på neurovaskulære produkter, kan vi levere differentierede resultater inden for design, udførelse og service.Vi bruger kun laserskæring til at producere de komponenter, vi bruger internt., at fremstille de højværdi, "svære" komponenter, der er blevet vores speciale og omdømme;vi tilbyder ikke laserskæring som en kontraktservice.Vi har fundet ud af, at de fleste laserskæringer, vi udfører, bedst udføres med USP-lasere, og i mange år har jeg brugt et StarCut Tube med en af ​​disse lasere.På grund af den store efterspørgsel efter vores produkter har vi to 8 timers vagter om dagen, nogle gange endda tre skift, og i 2019 skal vi anskaffe endnu et StarCut Tube for at understøtte denne vækst.Men denne gang besluttede vi at gå med en af ​​de nye hybridmodeller af femtosekund USP-lasere og fiberlasere.Vi parrede den også med en StarFeed-læsser/aflæsser, så vi kunne fuldautomatisere skæringen – operatøren satte blot emnet. Røret sættes i føderen, og software-operativprogrammet for produktet startes.
Figur 3. Dette fleksible leveringsrør i rustfrit stål (vist ved siden af ​​et blyantviskelæder) er blevet skåret med en Monaco femtosekund-laser.
Witham tilføjer, at mens de lejlighedsvis bruger maskinen til fladskæring, bruges mere end 95 procent af deres tid på at skabe eller modificere cylindriske produkter til deres styrbare katetersamlinger, nemlig hyporør, spoler og spiraler, herunder skæring af profilerede spidser og afskårne huller. Disse komponenter bruges i sidste ende i procedurer såsom aneurisme-removal-reparation af stål, inklusiv spånfrie stålskæringer, og disse kræver reparation af en række af metalafskæringer. , rent guld, platin og nitinol.
Figur 4. Motion Dynamics bruger også i udstrakt grad lasersvejsning. Ovenfor er spolen blevet svejset til det laserskårne rør.
Hvad er lasermulighederne?Witham forklarede, at fremragende kantkvalitet og minimale snit er afgørende for de fleste af deres komponenter, så de foretrak til at begynde med USP-lasere. Derudover kan ingen af ​​de materialer, virksomheden bruger, skæres af en af ​​disse lasere, inklusive de bittesmå guldkomponenter, der bruges som røntgenfaste markører i nogle af dets produkter. Men han tilføjede, at nye hybride muligheder, inklusive fiberlasere, giver dem ingen problemer med at optimere/optimere hastigheder og USP. fiberoptik kan give højere hastigheder," sagde han. "Men på grund af vores særlige applikationsfokus betyder dette normalt en form for efterbehandling, såsom kemisk og ultralydsrensning eller elektropolering.Så at have en hybridmaskine giver os mulighed for at vælge, hvilken overordnet proces – USP alene eller fiber- og efterbehandlingshåndtering – der er optimal for hver komponent.Det giver os mulighed for at udforske muligheden for hybridbearbejdning af den samme komponent, især hvor større diametre og vægtykkelser er involveret: selv hurtig skæring med fiberlasere. Brug derefter en femtosekund-laser til finskæring."Han forventer, at USP-laseren forbliver deres førstevalg, fordi de fleste af deres laserskæringer involverer vægtykkelser mellem 4 og 6 du, selvom de støder på vægtykkelser fra 1-20 du.Rustfri stålrør mellem dig.
Afslutningsvis er laserskæring og -boring nøgleprocesser i fremstillingen af ​​forskellige medicinske anordninger. I dag er disse processer, takket være fremskridt inden for kernelaserteknologi og højt optimerede maskiner konfigureret til industriens specifikke behov, nemmere at bruge og leverer bedre resultater end nogensinde før.