Seda veebisaiti haldab üks või mitu ettevõtet, mille omanik on Informa PLC ja kõik autoriõigused kuuluvad neile. Informa PLC registrijärgne asukoht on 5 Howick Place, London SW1P 1WG. Registreeritud Inglismaal ja Walesis.No.8860726.
Tänapäeval tehakse peaaegu kogu metallide ja mittemetallide täppis-laserlõikamist, kasutades tööriistu, mis on varustatud kiudlaserite või ultralühiimpulsslaseriga (USP) või mõnikord mõlemaga. Selles artiklis selgitame kahe laseri erinevaid eeliseid ja vaatame, kuidas mõlemad tootjad neid lasereid kasutavad. NPX Medical (Plymouth, MN) on lepinguline spetsiaalne implantaatide töötlemisettevõte, mis kasutab mitmesuguseid tööriistu, seadmeid, seadmeid ja kasutuselevõttu. mis sisaldavad kiudlasereid. Motion Dynamics toodab alamkooste, nagu peamiselt neuroloogias kasutatavad tõmbejuhtmesõlmed, kasutades masinat, mis sisaldab USP femtosekundlaserit ja üht uusimat hübriidsüsteemi, sealhulgas femtosekundi- ja fiiberlasereid, et tagada maksimaalne paindlikkus ja mitmekülgsus.
Paljude aastate jooksul on enamikku laser-mikrotöötlust teostatud tahkis-nanosekundiliste laseritega, mida nimetatakse DPSS-laseriteks. Kuid see on nüüd täielikult muutunud tänu kahe täiesti erineva ja seega üksteist täiendava laseritüübi väljatöötamisele. Algselt telekommunikatsiooni jaoks välja töötatud kiudlaserid on paljudes tööstusharudes küpsenud tööhobuste materjalide töötlemise laseriteks, sageli on selle võimsuse ja infrapuna lainesuunalise edukuse tõttu lihtne. laserites, mis on kompaktsed, väga töökindlad ja hõlpsasti integreeritavad spetsiaalsetesse masinatesse ning pakuvad üldiselt madalamaid omamiskulusid kui vanemad laseritüübid.Mikrotöötluse puhul on oluline, et väljundkiire saab fokuseerida väikesesse, vaid mõne mikronise läbimõõduga puhtasse kohta, nii et need sobivad ideaalselt kõrge eraldusvõimega lõikamiseks, keevitamiseks ja puurimiseks. Nende väljundvõimsused on samuti väga paindlikud, alates ühekordsest löögisagedusest7 kuni kHz. Koos skaleeritava võimsusega toetab see kiiret lõikamist ja puurimist.
Kiudlaserite potentsiaalne puudus mikrotöötluses on aga väikeste detailide ja/või õhukeste õrnade osade töötlemine. Pikad (nt 50 µs) impulsi kestused põhjustavad vähesel määral kuumust mõjutatud tsooni (HAZ), nagu ümbervalatud materjal ja väike servakaredus, mis võib vajada mõningast järeltöötlust. Õnneks on uuemad laserid pulseerivate väljunditega (ultrahrossestelistestelestesse) AZ probleem.
USP laserite puhul kantakse suurem osa lõikamis- või puurimisprotsessiga seotud lisasoojusest välja paisatud prahti, enne kui see jõuab ümbritsevasse materjali hajuda. Pikosekundilise väljundiga USP lasereid on pikka aega kasutatud plastide, pooljuhtide, keraamika ja teatud metallide mikrotöötlusrakendustes (pikosekundite metallide mõõtmed on 10-12 sekundit 0-12 sekundit metallist). kõrge soojusjuhtivus ja väike suurus tähendavad, et pikosekundilised laserid ei anna alati paremaid tulemusi, mis õigustaks varasemate USP laserite kallinemist. See on nüüdseks muutunud seoses tööstusliku kvaliteediga femtosekundiliste laserite tulekuga (femtosekund = 10–15 sekundit).Näiteks on Coherent Inc.'i seeria valguskiud, mis on laseriga lõigatud. kõik meditsiiniseadmetes kasutatavad metallid, sealhulgas roostevaba teras, plaatina, kuld, magneesium, koobalt-kroom, titaan ja palju muud, aga ka mittemetallid.Kuigi lühikese impulsi kestuse ja madala impulsienergia kombinatsioon hoiab ära termilise kahjustuse (HAZ), tagab kõrge (MHz) kordussagedus paljude kõrge väärtusega meditsiiniseadmete kuluefektiivse läbilaskevõime.
Muidugi ei vaja peaaegu keegi meie tööstuses ainult ühte laserit. Selle asemel vajavad nad laseripõhist masinat ja nüüd on palju spetsiaalseid masinaid, mis on optimeeritud meditsiiniseadmete lõikamiseks ja puurimiseks. Näiteks on Coherenti StarCut Tube seeria, mida saab kasutada fiiberoplaserite, femtosekundlaseritega või mõlemat tüüpi laseritega hübriidversioonina.
Mida tähendab meditsiiniseadmete spetsialiseerumine?Enamik neist seadmetest toodetakse piiratud partiidena, mis põhinevad kohandatud kujundustel. Seetõttu on võtmetähtsusega kaalutlused paindlikkus ja kasutuslihtsus.Kuigi paljud seadmed on valmistatud toorikutest, tuleb mõned komponendid täppistöötleda lamedast kangist;sama masin peab oma väärtuse maksimeerimiseks hakkama saama mõlemaga.Need vajadused rahuldatakse tavaliselt mitmeteljelise CNC-juhitava (xyz ja pöörleva) liikumise ja kasutajasõbraliku HMI-ga lihtsaks programmeerimiseks ja juhtimiseks. StarCut Tube'i puhul on uue torulaadimismooduli valikuga kaasas külglaadimise salv (nn StarFeed) kuni 3 m pikkuste automaatsete torude jaoks ja sorteerija täielikult lõigatud toodete jaoks.
Nende masinate protsesside paindlikkust suurendab veelgi märg- ja kuivlõikamise tugi ning abigaasi vajavate protsesside jaoks hõlpsasti reguleeritavad väljastusdüüsid. Ruumiline eraldusvõime on eriti oluline ka väga väikeste detailide töötlemisel, mis tähendab, et termomehaaniline stabiilsus välistab masinatöökodades sageli esineva vibratsiooni mõju. StarCut Tube'i sari vastab sellele vajadusele, ehitades suure hulga lõikekorpuse elemente.
NPX Medical on üsna uus lepinguline tootja, kes pakub meditsiiniseadmete tootjatele projekteerimis-, inseneri- ja täppislaserlõikusteenuseid. Ettevõte, mis asutati 2019. aastal, on saavutanud oma maine kvaliteetsete toodete ja reageerimisvõime poolest, toetades laias valikus seadmeid, sealhulgas stente, implantaate, klapistente ja painduvaid manustamistorusid sarnaste erinevate kirurgiliste protseduuride jaoks. seedetrakti kirurgia.Selle peamine laserlõikur on StarCut Tube 2+2Â koos StarFiber 320FC keskmise võimsusega 200 vatti.Mike Brenzel, üks NPX-i asutajatest, selgitas, et “asutajad toovad kaasa aastatepikkuse meditsiiniseadmete projekteerimise ja valmistamise kogemuse – kokku rohkem kui 90 aastat”, mis hõlmab juba varasemat töökogemust StarC-i kiudlõikamismasinatega. kiudlaserid suudavad pakkuda meile vajalikku kiirust ja kvaliteeti. Selliste seadmete puhul nagu paksuseinalised torud ja südameklapid, vajame kiirust ja USP laser võib olla meie vajaduste jaoks liiga aeglane.Lisaks suuremahulistele tootmistellimustele – oleme spetsialiseerunud väikestele osade partiidele – ainult 5–150 tükki – on meie eesmärk need väikesed partii pöörded lõpule viia vaid mõne nädalaga, pärast programmeerimist, tellimuste võrdlemist, programmeerimise, vormindamise, vormistamise, vormistamise, vormistamise võrdlemist Suuremad ettevõtted.“Lisaks kiiruse mainimisele mainis Brenzel suure eelisena masina töökindlust, kuna viimase 18 kuu peaaegu pideva töötamise jooksul ei ole vaja teha ühtegi teenindust.
Joonis 2. NPX pakub mitmesuguseid järeltöötluse võimalusi. Siin näidatud materjal on T316 roostevaba teras, mille läbimõõt on 5 mm ja seinapaksus 0,254 mm. Vasak osa on lõigatud/mikropuhastatud ja parem osa on elektropoleeritud.
Lisaks nitinooliosadele kasutab ettevõte laialdaselt ka koobalt-kroomi sulameid, tantaalisulameid, titaanisulameid ja mitut tüüpi meditsiinilist roostevaba terast. Lasertöötlusjuht Jeff Hansen selgitab: „Masinate paindlikkus on veel üks oluline eelis, mis võimaldab meil toetada väga erinevate torude ja lamedate materjalide lõikamist.Saame teravustada kiire 20-mikronilisele kohale, mis on kasulik rohkematele Õhukesed torud on väga kasulikud.Mõned neist torudest on ainult 0,012-tollise ID ja uusimate kiudlaserite tippvõimsuse ja keskmise võimsuse kõrge suhe maksimeerib meie lõikekiirust, pakkudes samal ajal soovitud serva kvaliteeti.Vajame absoluutselt suuremate toodete kiirust, mille välisläbimõõt on kuni 1 tolli.
Lisaks täppislõikamisele ja kiirele reageerimisele pakub NPX ka täielikku valikut järeltöötlustehnoloogiaid ning laiaulatuslikke projekteerimisteenuseid, mis kasutavad ära tema laialdased kogemused selles valdkonnas. Nende tehnikate hulka kuuluvad elektropoleerimine, liivapritsiga töötlemine, peitsimine, laserkeevitus, kuumtöötlus, vormimine, passiveerimine, Af-temperatuuri testimine ja väsimustestimine, mis kõik on kanga järeltöötluse, breesitamise ja servade kontrollimise võti. tavaliselt sõltub sellest, kas me räägime suure väsimuse või vähese väsimusega rakendusest.Näiteks võib selline väga väsitav osa nagu südameklapp oma eluea jooksul järeltöötlusena miljard korda painduda. Ühe etapina on oluline kõigi servade raadiuse suurendamiseks kasutada liivapritsi.Kuid väheväsivad komponendid, nagu tarnesüsteemid või juhttraadid, ei vaja sageli ulatuslikku järeltöötlust.Mis puudutab disainiteadmisi, selgitab Brenzel, et kolmveerand klientidest kasutab oma disainiteenuseid ka selleks, et kasutada ära NPX-i abi ja oskusi FDA heakskiidu saamiseks. Ettevõte oskab väga hästi muuta "salvrätiku visandi" kontseptsioon lühikese aja jooksul tooteks lõplikul kujul.
Motion Dynamics (Fruitport, MI) on kohandatud minivedrude, meditsiiniliste mähiste ja traadisõlmede tootja, kelle missiooniks on lahendada klientide probleemid, olenemata sellest, kui keerulised või võimatuna näivad, võimalikult lühikese aja jooksul. Meditsiiniseadmete puhul keskendub see peamiselt keerulistele sõlmedele neurovaskulaarse kirurgia jaoks, sealhulgas kvaliteetsete traadisõlmede projekteerimine, tootmine ja kokkupanek selliste rakenduste jaoks nagu juhtmepulgad, steer.
Nagu varem mainitud, sõltub kiud- või USP-laseri valik nii inseneri eelistustest kui ka toetatavate seadmete ja protsesside tüübist. Motion Dynamicsi president Chris Witham selgitas: „Tuginedes neurovaskulaarsetele toodetele keskendunud ärimudelile, saame pakkuda disaini, teostuse ja teeninduse osas eristavaid tulemusi.Kasutame laserlõikust ainult nende komponentide tootmiseks, mida ise kasutame., toota meie erialaks ja maineks saanud väärtuslikke, “keerulisi” komponente;me ei paku laserlõikust lepingulise teenusena.Oleme leidnud, et enamik laserlõikeid, mida me teeme, on kõige parem teha USP laseritega ja olen aastaid kasutanud StarCut Tube'i ühega neist laseritest.Suure nõudluse tõttu meie toodete järele on meil kaks 8-tunnist vahetust päevas, mõnikord isegi kolm vahetust ning 2019. aastal peame selle kasvu toetamiseks soetama veel ühe StarCut Tube'i.Kuid seekord otsustasime kasutada femtosekundiliste USP-laserite ja kiudlaserite ühe uue hübriidmudeliga.Sidusime selle ka StarFeedi laaduriga/mahalaadijaga, et saaksime lõikamise täielikult automatiseerida – operaator pani tooriku lihtsalt sisse. Toru laaditakse sööturisse ja toote tarkvaraline tööprogramm käivitatakse.
Joonis 3. See painduv roostevabast terasest toru (näidatud pliiatsi kustutuskummi kõrval) on lõigatud Monaco femtosekundilise laseriga.
Witham lisab, et kuigi nad kasutavad masinat aeg-ajalt lamelõikamiseks, kulub üle 95 protsendi nende ajast silindriliste toodete, nimelt hüpotorude, mähiste ja spiraalide loomisele või muutmisele, sealhulgas profileeritud otsikute ja lõikeaukude lõikamiseks. Neid komponente kasutatakse lõpuks sellistes protseduurides nagu aneurüsmi eemaldamine ja metallide eemaldamine, sealhulgas metallist trombideta eemaldamine. e kuld, plaatina ja nitinool.
Joonis 4. Motion Dynamics kasutab laialdaselt ka laserkeevitust. Ülalpool on mähis keevitatud laseriga lõigatud toru külge.
Millised on laserivalikud?Witham selgitas, et enamiku nende komponentide puhul on kriitilise tähtsusega suurepärane servade kvaliteet ja minimaalsed lõiked, mistõttu eelistasid nad alguses USP lasereid. Lisaks ei saa ühegi sellise laseriga lõigata ettevõtte kasutatavaid materjale, sealhulgas väikeseid kullakomponente, mida kasutatakse mõnes tootes radioläbipaistmatute markeritena. Kuid ta lisas, et uued hübriidvalikud, sealhulgas kiudlaserid, ei paranda nende kvaliteeti ega paranda USP-i ja paindlikkust. kiudoptika võib pakkuda suuremat kiirust,“ ütles ta. „Kuid meie konkreetse rakenduse fookuse tõttu tähendab see tavaliselt teatud tüüpi järeltöötlust, näiteks keemilist ja ultrahelipuhastust või elektropoleerimist.Nii et hübriidmasina olemasolu võimaldab meil valida, milline üldine protsess – kas ainult USP või kiud ja järeltöötlus – iga komponendi jaoks optimaalne.See võimaldab meil uurida sama komponendi hübriidtöötluse võimalust, eriti kui tegemist on suurema läbimõõdu ja seinapaksusega: isegi kiire lõikamine kiudlaseritega, seejärel kasutage peenlõikamiseks femtosekundilist laserit.Ta loodab, et USP laser jääb nende esimeseks valikuks, kuna enamik nende laserlõigetest on seinapaksusega 4–6 tuhat, kuigi seinapaksused jäävad vahemikku 1–20 tuhat.Roostevabast terasest torud tuh.
Kokkuvõtteks võib öelda, et laserlõikamine ja puurimine on erinevate meditsiiniseadmete valmistamise võtmeprotsessid. Tänapäeval on tänu põhilasertehnoloogia edusammudele ja tööstuse erivajadustele konfigureeritud kõrgelt optimeeritud masinatele neid protsesse lihtsam kasutada ja need annavad paremaid tulemusi kui kunagi varem.