Αυτός ο ιστότοπος λειτουργεί από μία ή περισσότερες επιχειρήσεις που ανήκουν στην Informa PLC και όλα τα πνευματικά δικαιώματα ανήκουν σε αυτές. Η έδρα της Informa PLC είναι 5 Howick Place, London SW1P 1WG.Εγγεγραμμένη στην Αγγλία και την Ουαλία. Αρ.8860726.
Σήμερα, σχεδόν όλη η κοπή με λέιζερ ακριβείας μετάλλων και μη μετάλλων εκτελείται χρησιμοποιώντας εργαλεία εξοπλισμένα με λέιζερ ινών ή λέιζερ υπερσύγχρονου παλμού (USP), ή μερικές φορές και με τα δύο. Σε αυτό το άρθρο, θα εξηγήσουμε τα διαφορετικά πλεονεκτήματα των δύο λέιζερ και θα δούμε πώς και οι δύο κατασκευαστές χρησιμοποιούν αυτά τα λέιζερ. Η NPX Medical (Plymouth, MN) , εμφυτεύματα και εύκαμπτες σωλήνες, που χρησιμοποιούν μηχανήματα που ενσωματώνουν λέιζερ ινών. Η Motion Dynamics κατασκευάζει υποσυστήματα, όπως συγκροτήματα "σύρματος έλξης" που χρησιμοποιούνται κυρίως στη νευρολογία, χρησιμοποιώντας ένα μηχάνημα που περιλαμβάνει λέιζερ femtosecond USP και ένα από τα πιο πρόσφατα υβριδικά συστήματα, συμπεριλαμβανομένων των femtosecond για μέγιστη ευκαμψία και σταθερότητα.
Για πολλά χρόνια, οι περισσότερες μικροεπεξεργασίες με λέιζερ εκτελούνται χρησιμοποιώντας λέιζερ νανοδευτερόλεπτων στερεάς κατάστασης που ονομάζονται λέιζερ DPSS. Ωστόσο, αυτό έχει πλέον αλλάξει εντελώς χάρη στην ανάπτυξη δύο εντελώς διαφορετικών και επομένως συμπληρωματικών τύπων λέιζερ. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τα λέιζερ που είναι συμπαγή, εξαιρετικά αξιόπιστα και εύκολα να ενσωματωθούν σε εξειδικευμένα μηχανήματα και γενικά προσφέρουν χαμηλότερο κόστος ιδιοκτησίας από τους παλαιότερους τύπους λέιζερ. Σημαντικό είναι για τη μικρομηχανική, η δέσμη εξόδου μπορεί να εστιαστεί σε ένα μικρό, καθαρό σημείο μόνο λίγων microns σε διάμετρο. lable, με ρυθμούς παλμών που κυμαίνονται από μία βολή έως 170 kHz. Μαζί με την κλιμακούμενη ισχύ, υποστηρίζει γρήγορη κοπή και διάτρηση.
Ωστόσο, ένα πιθανό μειονέκτημα των λέιζερ ινών στη μικρομηχανική είναι η κατεργασία μικρών χαρακτηριστικών ή/και λεπτών, ευαίσθητων εξαρτημάτων. Οι μεγάλες (π.χ. 50 μs) διάρκειες παλμών έχουν ως αποτέλεσμα μια μικρή ποσότητα επηρεαζόμενης από τη θερμότητα ζώνη (HAZ) όπως το ανακατασκευασμένο υλικό και η μικρή τραχύτητα των άκρων, η οποία μπορεί να απαιτεί λίγη μετα-επεξεργασία. παλμούς εξόδου σε δευτερόλεπτο—εξαλείψτε το πρόβλημα HAZ.
Με τα λέιζερ USP, το μεγαλύτερο μέρος της επιπλέον θερμότητας που σχετίζεται με τη διαδικασία κοπής ή διάτρησης μεταφέρεται στα εκτοξευόμενα υπολείμματα προτού προλάβουν να διαχυθούν στο περιβάλλον υλικό. Τα λέιζερ USP με έξοδο picosecond χρησιμοποιούνται εδώ και πολύ καιρό σε εφαρμογές μικρομηχανικής που περιλαμβάνουν πλαστικά, ημιαγωγούς, κεραμικά και ορισμένα μέταλλα (μεταλλικά μέγεθος 10B για τρίχες 2, picoseconds2). Η υψηλή θερμική αγωγιμότητα και το μικροσκοπικό μέγεθος του μετάλλου σημαίνουν ότι τα λέιζερ picosecond δεν παρέχουν πάντα τα βελτιωμένα αποτελέσματα που θα δικαιολογούσαν το αυξημένο κόστος των προηγούμενων λέιζερ USP. Αυτό έχει αλλάξει τώρα με την εμφάνιση των λέιζερ femtosecond βιομηχανικής ποιότητας (femtosecond = 10-15 δευτερόλεπτα). Ένα παράδειγμα είναι η Coherent Finalers Inc. , πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να κόψουν ή να τρυπήσουν όλα τα μέταλλα που χρησιμοποιούνται σε ιατρικές συσκευές, συμπεριλαμβανομένου του ανοξείδωτου χάλυβα, της πλατίνας, του χρυσού, του μαγνησίου, του κοβαλτίου-χρωμίου, του τιτανίου και άλλα, καθώς και των μη μετάλλων. Ενώ ο συνδυασμός μικρής διάρκειας παλμού και χαμηλής ενέργειας παλμού αποτρέπει τη θερμική ζημιά (HAZ), οι ιατρικές συσκευές υψηλής ταχύτητας (MHz) εξασφαλίζουν υψηλή ταχύτητα επανάληψης.
Φυσικά, σχεδόν κανένας στον κλάδο μας δεν χρειάζεται μόνο ένα λέιζερ. Αντίθετα, χρειάζεται ένα μηχάνημα που βασίζεται σε λέιζερ, και υπάρχουν πλέον πολλά εξειδικευμένα μηχανήματα βελτιστοποιημένα για κοπή και διάτρηση ιατρικών συσκευών. Ένα παράδειγμα είναι η σειρά StarCut Tube της Coherent, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί με λέιζερ ινών, λέιζερ φεμτό δευτερολέπτου ή ως υβριδική έκδοση και των δύο τύπων λέιζερ.
Τι σημαίνει η εξειδίκευση των ιατρικών συσκευών; Οι περισσότερες από αυτές τις συσκευές παράγονται σε περιορισμένες παρτίδες με βάση προσαρμοσμένα σχέδια. Ως εκ τούτου, η ευελιξία και η ευκολία χρήσης είναι βασικά ζητήματα. Ενώ πολλές συσκευές κατασκευάζονται από μπιγιέτες, ορισμένα εξαρτήματα πρέπει να υποβάλλονται σε μηχανική επεξεργασία ακριβείας από επίπεδες μπιγιέτες.Το ίδιο μηχάνημα πρέπει να χειρίζεται και τα δύο για να μεγιστοποιήσει την αξία του. Αυτές οι ανάγκες καλύπτονται συνήθως με την παροχή πολλαπλών αξόνων CNC ελεγχόμενης κίνησης (xyz και περιστροφική) και ένα φιλικό προς το χρήστη HMI για απλό προγραμματισμό και έλεγχο. Στην περίπτωση του StarCut Tube, μια νέα επιλογή μονάδας φόρτωσης σωλήνων συνοδεύεται από πλευρικό γεμιστήρα φόρτωσης (ονομάζεται StarFeed) για προϊόντα κοπής και κοπής 3 m.
Η ευελιξία διεργασίας αυτών των μηχανών ενισχύεται περαιτέρω με υποστήριξη για υγρή και στεγνή κοπή και εύκολα ρυθμιζόμενα ακροφύσια παροχής για διαδικασίες που απαιτούν υποβοήθηση αερίου. Η χωρική ανάλυση είναι επίσης ιδιαίτερα σημαντική για την κατεργασία πολύ μικρών εξαρτημάτων, πράγμα που σημαίνει ότι η θερμομηχανική σταθερότητα εξαλείφει τις επιπτώσεις των κραδασμών που συναντώνται συχνά στα μηχανουργεία.
Η NPX Medical είναι ένας αρκετά νέος κατασκευαστής συμβάσεων που παρέχει υπηρεσίες σχεδιασμού, μηχανικής και κοπής λέιζερ ακριβείας σε κατασκευαστές ιατρικών συσκευών. Η εταιρεία ιδρύθηκε το 2019, η εταιρεία έχει χτίσει φήμη στον κλάδο για ποιοτικά προϊόντα και ανταπόκριση, υποστηρίζοντας ένα ευρύ φάσμα συσκευών όπως stents, εμφυτεύματα, valve stents και εύκαμπτες σωλήνες διανομής, συμπεριλαμβανομένων των σωλήνων για παρόμοιο τρόπο , ορθοπεδικές, γυναικολογικές και γαστρεντερικές χειρουργικές επεμβάσεις. Ο κύριος κόφτης λέιζερ του είναι το StarCut Tube 2+2Â με StarFiber 320FC με μέση ισχύ 200 watts. Ο Mike Brenzel, ένας από τους ιδρυτές της NPX, εξήγησε ότι «οι ιδρυτές φέρνουν χρόνια εμπειρίας σε ιατρικές συσκευές, χρησιμοποιώντας περισσότερα από 9 χρόνια εμπειρίας στα ιατρικά μηχανήματα, με περισσότερα από 9 χρόνια με τον άνθρωπο. λέιζερ. Πολλές εργασίες μας περιλαμβάνουν κοπή Nitinol και ήδη γνωρίζουμε ότι τα λέιζερ ινών μπορούν να παρέχουν την ταχύτητα και την ποιότητα που χρειαζόμαστε. Για συσκευές όπως σωλήνες με παχύ τοίχωμα και καρδιακές βαλβίδες, χρειαζόμαστε ταχύτητα και το λέιζερ USP μπορεί να είναι πολύ αργό για τις ανάγκες μας. Εκτός από παραγγελίες παραγωγής μεγάλου όγκου – ειδικευόμαστε σε μικρές παρτίδες ανταλλακτικών – μόνο μεταξύ 5 και 15 στροφών το πρόγραμμα μας. , κοπή, διαμόρφωση, μετα-επεξεργασία και επιθεώρηση, σε σύγκριση με τις εβδομάδες μετά την υποβολή παραγγελίας για μεγαλύτερες εταιρείες.» Εκτός από την ταχύτητα, η Brenzel ανέφερε την αξιοπιστία του μηχανήματος ως σημαντικό πλεονέκτημα, καθώς δεν απαιτεί ούτε μία κλήση σέρβις τους τελευταίους 18 μήνες σχεδόν συνεχούς λειτουργίας.
Εικόνα 2. Το NPX προσφέρει μια ποικιλία επιλογών μετα-επεξεργασίας. Το υλικό που παρουσιάζεται εδώ είναι ανοξείδωτος χάλυβας T316 με OD 5mm και πάχος τοιχώματος 0,254mm. Το αριστερό μέρος έχει κοπεί/μικροβολή και το δεξιό μέρος είναι ηλεκτροστιλβωμένο.
Εκτός από τα ανταλλακτικά νιτινόλης, η εταιρεία χρησιμοποιεί επίσης εκτεταμένα κράματα κοβαλτίου-χρωμίου, κράματα τανταλίου, κράματα τιτανίου και πολλούς τύπους ιατρικών ανοξείδωτων χάλυβων.Μπορούμε να εστιάσουμε τη δέσμη προς τα κάτω σε ένα σημείο 20 μικρών, το οποίο είναι χρήσιμο για περισσότερο Οι λεπτοί σωλήνες είναι πολύ χρήσιμοι.Μερικοί από αυτούς τους σωλήνες είναι μόνο 0,012″ ID και η υψηλή αναλογία μέγιστης ισχύος προς τη μέση ισχύ των πιο πρόσφατων λέιζερ ινών μεγιστοποιεί την ταχύτητα κοπής μας, ενώ εξακολουθεί να παρέχει την επιθυμητή ποιότητα άκρων.Χρειαζόμαστε οπωσδήποτε την ταχύτητα μεγαλύτερων προϊόντων με εξωτερική διάμετρο έως 1 ίντσα».
Εκτός από την κοπή ακριβείας και τη γρήγορη απόκριση, η NPX προσφέρει επίσης μια πλήρη γκάμα τεχνολογιών μετα-επεξεργασίας, καθώς και ολοκληρωμένες υπηρεσίες σχεδιασμού που αξιοποιούν την εκτεταμένη εμπειρία της στον κλάδο. Αυτές οι τεχνικές περιλαμβάνουν ηλεκτροστίλβωση, αμμοβολή, αποξήρανση, συγκόλληση με λέιζερ, ρύθμιση θερμότητας, μορφοποίηση, παθητικοποίηση, δοκιμές θερμοκρασίας Af, και έλεγχος κόπωσης στη συσκευή. Ο nzel είπε, «συνήθως εξαρτάται από το αν μιλάμε για εφαρμογή υψηλής ή χαμηλής κόπωσης.Για παράδειγμα, ένα εξάρτημα υψηλής κούρασης, όπως μια βαλβίδα καρδιάς, μπορεί να λυγίσει δισεκατομμύρια φορές κατά τη διάρκεια της ζωής του ως μετα-επεξεργασία Ως ένα βήμα, είναι σημαντικό να χρησιμοποιήσετε αμμοβολή για να αυξήσετε την ακτίνα όλων των άκρων.Αλλά τα εξαρτήματα χαμηλής κόπωσης, όπως τα συστήματα παράδοσης ή τα καλώδια οδήγησης, συχνά δεν απαιτούν εκτεταμένη μετα-επεξεργασία.»Όσον αφορά την τεχνογνωσία στο σχεδιασμό, εξηγεί η Brenzel, υπάρχουν πλέον τα τρία τέταρτα των πελατών που χρησιμοποιούν επίσης τις υπηρεσίες σχεδιασμού τους για να επωφεληθούν από τη βοήθεια και τις δεξιότητες της NPX για την απόκτηση έγκρισης από την FDA. Η εταιρεία είναι πολύ καλή στο να μετατρέπει την ιδέα του «σκίτσου χαρτοπετσέτας» σε προϊόν στην τελική του μορφή σε σύντομο χρονικό διάστημα.
Η Motion Dynamics (Fruitport, MI) είναι κατασκευαστής προσαρμοσμένων μικροσκοπικών ελατηρίων, ιατρικών πηνίων και συγκροτημάτων σύρματος, αποστολή της οποίας είναι να επιλύει προβλήματα πελατών, όσο περίπλοκα ή φαινομενικά αδύνατα κι αν είναι, στο συντομότερο δυνατό χρόνο. Στις ιατρικές συσκευές, δίνει έμφαση κυρίως σε σύνθετες συναρμολογήσεις για νευροαγγειακή χειρουργική, συμπεριλαμβανομένου του σχεδιασμού, της παραγωγής και της συναρμολόγησης συσκευών υψηλής ποιότητας. ” συνελεύσεις.
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η επιλογή λέιζερ ινών ή USP είναι θέμα μηχανικής προτίμησης, καθώς και του τύπου του εξοπλισμού και των διαδικασιών που υποστηρίζονται. Ο Chris Witham, Πρόεδρος της Motion Dynamics, εξήγησε: «Με βάση ένα επιχειρηματικό μοντέλο που εστιάζει ιδιαίτερα στα νευροαγγειακά προϊόντα, μπορούμε να προσφέρουμε διαφοροποιημένα αποτελέσματα στο σχεδιασμό, την εκτέλεση και την εξυπηρέτηση.Χρησιμοποιούμε μόνο κοπή με λέιζερ για την παραγωγή των εξαρτημάτων που χρησιμοποιούμε στο εσωτερικό., για την κατασκευή των υψηλής αξίας, «δύσκολων» εξαρτημάτων που έχουν γίνει η ειδικότητα και η φήμη μας.δεν προσφέρουμε κοπή με λέιζερ ως συμβατική υπηρεσία.Βρήκαμε ότι οι περισσότερες περικοπές με λέιζερ που εκτελούμε γίνονται καλύτερα με λέιζερ USP και εδώ και πολλά χρόνια χρησιμοποιώ ένα StarCut Tube με ένα από αυτά τα λέιζερ.Λόγω της μεγάλης ζήτησης για τα προϊόντα μας, έχουμε δύο βάρδιες 8 ωρών την ημέρα, μερικές φορές ακόμη και τρεις βάρδιες, και το 2019 πρέπει να αποκτήσουμε ένα άλλο StarCut Tube για να υποστηρίξουμε αυτήν την Ανάπτυξη.Αλλά αυτή τη φορά, αποφασίσαμε να πάμε με ένα από τα νέα υβριδικά μοντέλα λέιζερ femtosecond USP και λέιζερ ινών.Το συνδυάσαμε επίσης με έναν φορτωτή/εκφορτωτή StarFeed, ώστε να μπορέσουμε να αυτοματοποιήσουμε πλήρως την κοπή - ο χειριστής απλώς τοποθετεί το κενό. Ο σωλήνας φορτώνεται στον τροφοδότη και ξεκινά το πρόγραμμα λειτουργίας λογισμικού για το προϊόν.
Εικόνα 3. Αυτός ο εύκαμπτος σωλήνας παροχής από ανοξείδωτο χάλυβα (εμφανίζεται δίπλα σε μια γόμα μολυβιού) έχει κοπεί με λέιζερ femtosecond της Monaco.
Ο Witham προσθέτει ότι ενώ χρησιμοποιούν περιστασιακά το μηχάνημα για επίπεδη κοπή, περισσότερο από το 95 τοις εκατό του χρόνου τους αφιερώνεται στη δημιουργία ή την τροποποίηση κυλινδρικών προϊόντων για τα κατευθυνόμενα συγκροτήματα καθετήρων τους, συγκεκριμένα υποσωλήνες, πηνία και σπείρες, συμπεριλαμβανομένων κοπής με προφίλ άκρων και οπών κοπής. Αυτά τα εξαρτήματα χρησιμοποιούνται τελικά σε διαδικασίες επισκευής. ποικιλία μετάλλων συμπεριλαμβανομένων ανοξείδωτου χάλυβα, καθαρού χρυσού, πλατίνας και νιτινόλης.
Εικόνα 4. Η Motion Dynamics χρησιμοποιεί επίσης εκτενώς τη συγκόλληση με λέιζερ. Παραπάνω, το πηνίο έχει συγκολληθεί στον κομμένο σωλήνα με λέιζερ.
Ποιες είναι οι επιλογές λέιζερ; Ο Witham εξήγησε ότι η εξαιρετική ποιότητα άκρων και τα ελάχιστα άκρα είναι κρίσιμα για τα περισσότερα εξαρτήματά τους, επομένως αρχικά προτίμησαν τα λέιζερ USP. Επιπλέον, κανένα από τα υλικά που χρησιμοποιεί η εταιρεία δεν μπορεί να κοπεί από ένα από αυτά τα λέιζερ, συμπεριλαμβανομένων των μικροσκοπικών χρυσών στοιχείων που χρησιμοποιούνται ως αδιαφανείς δείκτες σε ορισμένα από τα προϊόντα της. Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι οι οπτικές ίνες μπορούν να παρέχουν υψηλότερες ταχύτητες», είπε. «Αλλά λόγω της ιδιαίτερης εστίασής μας στην εφαρμογή, αυτό συνήθως σημαίνει κάποιο είδος μετα-επεξεργασίας, όπως χημικό και υπερηχητικό καθαρισμό ή ηλεκτροστίλβωση.Έτσι, η ύπαρξη ενός υβριδικού μηχανήματος μάς επιτρέπει να επιλέξουμε ποια συνολική διαδικασία – USP μόνο ή ίνα και χειρισμός μετά την επεξεργασία – Βέλτιστη για κάθε εξάρτημα.Μας επιτρέπει να διερευνήσουμε τη δυνατότητα υβριδικής κατεργασίας του ίδιου εξαρτήματος, ειδικά όπου εμπλέκονται μεγαλύτερες διαμέτρους και πάχη τοιχωμάτων: ακόμη και γρήγορη κοπή με λέιζερ ινών, Στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε ένα λέιζερ femtosecond για λεπτή κοπή».Αναμένει ότι το λέιζερ USP θα παραμείνει η πρώτη τους επιλογή, επειδή οι περισσότερες από τις περικοπές τους με λέιζερ περιλαμβάνουν πάχη τοιχώματος μεταξύ 4 και 6 χιλ., αν και συναντούν πάχη τοιχώματος που κυμαίνονται από 1 έως 20 χιλ.Σωλήνες από ανοξείδωτο χάλυβα μεταξύ σας.
Συμπερασματικά, η κοπή και η διάτρηση με λέιζερ είναι βασικές διαδικασίες στην κατασκευή διαφόρων ιατρικών συσκευών. Σήμερα, χάρη στην πρόοδο της βασικής τεχνολογίας λέιζερ και τα εξαιρετικά βελτιστοποιημένα μηχανήματα που έχουν διαμορφωθεί για τις συγκεκριμένες ανάγκες της βιομηχανίας, αυτές οι διαδικασίες είναι πιο εύχρηστες και προσφέρουν καλύτερα αποτελέσματα από ποτέ.