Tha an làrach-lìn seo air a ruith le aon ghnìomhachas no barrachd a tha fo shealbh Informa PLC agus is ann leotha a tha na còraichean-lethbhric uile. Tha oifis chlàraichte Informa PLC aig 5 Howick Place, Lunnainn SW1P 1WG. Clàraichte ann an Sasainn agus a' Chuimrigh. Àir. 8860726.
An-diugh, tha cha mhòr a h-uile gearradh laser mionaideach de mheatailtean agus neo-mheatailtean air a dhèanamh le bhith a’ cleachdadh innealan uidheamaichte le lasers snàithleach no lasers cuisle ultrashort (USP), no uaireannan an dà chuid. San artaigil seo, mìnichidh sinn na buannachdan eadar-dhealaichte a tha aig an dà laser agus chì sinn mar a bhios an dà neach-dèanamh a’ cleachdadh nan lasers sin. Tha NPX Medical (Plymouth, MN) na chompanaidh giullachd sònraichte cùmhnantail a bhios a’ dèanamh measgachadh de dh’ innealan agus innealan cleachdaidh, leithid stents, implantan, agus tiùban sùbailte, a’ cleachdadh innealan anns a bheil lasers snàithleach. Bidh Motion Dynamics a’ dèanamh fo-chruinneachaidhean, leithid cruinneachaidhean “uèir tarraing” a thathas a’ cleachdadh sa mhòr-chuid ann an neurology, a’ cleachdadh inneal anns a bheil laser femtosecond USP agus aon de na siostaman tar-chinealach as ùire a’ toirt a-steach lasers femtosecond agus snàithleach airson sùbailteachd agus iomadachd as motha.
Airson iomadh bliadhna, chaidh a’ mhòr-chuid de mhicro-innealachadh leusair a dhèanamh le bhith a’ cleachdadh leusairean nanosecond staid-chruaidh ris an canar leusairean DPSS. Ach, tha seo air atharrachadh gu tur a-nis le taing do leasachadh dà sheòrsa leusair gu tur eadar-dhealaichte, agus mar sin co-phàirteach. Air an leasachadh an toiseach airson cian-chonaltradh, tha leusairean snàithleach air aibidh gu bhith nan leusairean giullachd stuthan each-obrach ann an iomadh gnìomhachas, gu tric aig tonnan-fada faisg air infridhearg. Tha na h-adhbharan airson a shoirbheachadh anns an ailtireachd shìmplidh aige agus an comas cumhachd dìreach a leudachadh. Tha seo a’ leantainn gu leusairean a tha dlùth, gu math earbsach, agus furasta an amalachadh ann an innealan sònraichte, agus mar as trice a’ tabhann cosgais seilbh nas ìsle na seòrsaichean leusair nas sine. Gu cudromach airson micro-innealachadh, faodar am beam toraidh a chuimseachadh gu àite beag, glan de dìreach beagan mhicro-thomhas, agus mar sin tha iad air leth freagarrach airson gearradh, tàthadh agus drileadh àrd-rèiteachaidh. Tha na toraidhean aca cuideachd gu math sùbailte agus fo smachd, le ìrean cuisle a’ dol bho aon urchair gu 170 kHz. Còmhla ri cumhachd sùbailte, tha seo a’ toirt taic do ghearradh agus drileadh luath.
Ach, is e ana-cothrom a dh’ fhaodadh a bhith aig leusairean snàithleach ann am micromachining innealachadh fheartan beaga agus/no pàirtean tana, mìne. Bidh fad cuisle fada (me, 50 µs) ag adhbhrachadh beagan de raon buaidh teas (HAZ) leithid stuth ath-thilgte agus garbh-oirean beaga, a dh’ fhaodadh a bhith feumach air beagan iar-phròiseasadh. Gu fortanach, bidh leusairean nas ùire - leusairean cuisle ultrashort (USP) le cuislean toraidh femtosecond - a’ cuir às don duilgheadas HAZ.
Le leusairean USP, thèid a’ mhòr-chuid den teas a bharrachd a tha co-cheangailte ris a’ phròiseas gearraidh no drileadh a ghiùlan air falbh anns an sprùilleach a thèid a thilgeil a-mach mus bi ùine aige sgaoileadh a-steach don stuth mun cuairt. Tha leusairean USP le toradh picosecond air a bhith air an cleachdadh o chionn fhada ann an tagraidhean micromachining a’ toirt a-steach plastaig, leth-chonnsachaidhean, ceirmeag, agus meatailtean sònraichte (picoseconds = 10-12 diogan). Ach airson innealan meatailt le colbhan meud falt daonna, tha an giùlan teirmeach àrd agus am meud beag bìodach a’ ciallachadh nach bi leusairean picosecond an-còmhnaidh a’ toirt seachad na toraidhean nas fheàrr a bhiodh a’ fìreanachadh cosgais nas àirde leusairean USP na bu thràithe. Tha seo air atharrachadh a-nis le teachd leusairean femtosecond ìre gnìomhachais (femtosecond = 10-15 diogan). Is e eisimpleir sreath leusairean Monaco aig Coherent Inc.. Coltach ri leusairean snàithleach, is e solas faisg air infridhearg an toradh aca, a tha a’ ciallachadh gun urrainn dhaibh a h-uile meatailt a thathas a’ cleachdadh ann an innealan meidigeach a ghearradh no a dhrileadh, a’ gabhail a-steach stàilinn gun staoin, platanam, òr, magnesium, cobalt-chromium, titanium, agus barrachd, a bharrachd air neo-mheatailtean. Ged a tha an cothlamadh de ùine cuisle goirid agus cuisle ìosal Bidh lùth a’ cur casg air milleadh teirmeach (HAZ), agus tha an ìre ath-aithris àrd (MHz) a’ dèanamh cinnteach à astaran toraidh cosg-èifeachdach airson mòran innealan meidigeach àrd-luach.
Gu dearbh, chan eil feum aig cha mhòr duine sam bith san ghnìomhachas againn air dìreach aon leusair. An àite sin, feumaidh iad inneal stèidhichte air leusair, agus tha mòran innealan sònraichte ann a-nis a tha air an leasachadh airson innealan meidigeach a ghearradh agus a dhrileadh. Is e eisimpleir sreath StarCut Tube aig Coherent, a ghabhas cleachdadh le leusairean snàithleach, leusairean femtosecond, no mar dhreach measgaichte anns a bheil an dà sheòrsa leusair.
Dè tha speisealachadh innealan meidigeach a’ ciallachadh? Tha a’ mhòr-chuid de na h-innealan sin air an dèanamh ann am baidsean cuibhrichte stèidhichte air dealbhaidhean àbhaisteach. Mar sin, tha sùbailteachd agus furasta an cleachdadh nam prìomh bheachdachaidhean. Ged a tha mòran innealan air an dèanamh à billetan, feumaidh cuid de phàirtean a bhith air an innealachadh gu mionaideach bho bhiletan rèidh; feumaidh an aon inneal an dà chuid a làimhseachadh gus a luach a mheudachadh. Mar as trice bidh na feumalachdan sin air an coinneachadh le bhith a’ toirt seachad gluasad ioma-axis fo smachd CNC (xyz agus rothlach) agus HMI furasta a chleachdadh airson prògramadh agus smachd sìmplidh. A thaobh StarCut Tube, thig roghainn modúl luchdachadh tiùba ùr le iris luchdachadh taobh (ris an canar StarFeed) airson tiùban suas ri 3 m a dh'fhaid agus inneal-seòrsachaidh airson toraidhean gearraichte, a’ leigeil le cinneasachadh làn fèin-ghluasadach.
Tha sùbailteachd phròiseas nan innealan seo air a neartachadh tuilleadh le taic airson gearradh fliuch is tioram agus ceann-bheòil lìbhrigidh a ghabhas atharrachadh gu furasta airson pròiseasan a dh’ fheumas gas taice. Tha rùn spàsail gu sònraichte cudromach cuideachd airson pàirtean glè bheag a innealachadh, agus tha sin a’ ciallachadh gu bheil seasmhachd teirmea-mheacanaigeach a’ cur às do bhuaidhean crith a bhios tric ann an bùthan innealan. Tha raon StarCut Tube a’ coinneachadh ris an fheum seo le bhith a’ togail an deic gearraidh gu lèir le àireamh mhòr de eileamaidean clach-ghràin.
’S e companaidh cùmhnantail ùr a th’ ann an NPX Medical a tha a’ toirt seachad seirbheisean dealbhaidh, innleadaireachd agus gearradh laser mionaideach do luchd-saothrachaidh innealan meidigeach. Chaidh a’ chompanaidh a stèidheachadh ann an 2019, agus tha cliù air a thogail dhaibh fhèin sa ghnìomhachas airson toraidhean càileachd agus freagairteachd, a’ toirt taic do raon farsaing de dh’ innealan a’ gabhail a-steach stents, implantan, stents bhalbhaichean agus tiùban lìbhrigidh sùbailte airson eadar-theachdan lannsaireachd coltach ris, a’ gabhail a-steach lannsaireachd neurovascular, cridhe, dubhaig, droma, orthopédic, gineaeco-eòlach, agus gastrointestinal. ’S e an StarCut Tube 2+2Â am prìomh ghearradair laser aca le StarFiber 320FC le cumhachd cuibheasach de 200 watt. Mhìnich Mike Brenzel, aon de luchd-stèidheachaidh NPX, gu bheil “na luchd-stèidheachaidh a’ toirt bliadhnaichean de eòlas dealbhaidh is saothrachaidh innealan meidigeach - còrr is 90 bliadhna san iomlan”, le eòlas roimhe le innealan coltach ri StarCut a’ cleachdadh lasers snàithleach. Tha mòran den obair againn a’ toirt a-steach gearradh Nitinol agus tha fios againn mu thràth gum faod lasers snàithleach an astar agus a’ chàileachd a tha a dhìth oirnn a thoirt seachad. Airson innealan mar thiùban le ballachan tiugh agus bhalbhaichean cridhe, feumaidh sinn astar, agus is dòcha gu bheil an laser USP ro shlaodach airson ar feumalachdan. A bharrachd air… òrdughan cinneasachaidh àrd-tomhas-lìonaidh – tha sinn a’ speisealachadh ann am baidsean beaga de phàirtean – dìreach eadar 5 agus 150 pìos – is e ar n-amas na h-atharrachaidhean baidse beaga seo a chrìochnachadh ann am beagan làithean, a’ gabhail a-steach dealbhadh, prògramadh, gearradh, cruthachadh, iar-phròiseasadh agus sgrùdadh, an taca ris na seachdainean às deidh òrdugh a chuir a-steach airson companaidhean nas motha.” A bharrachd air iomradh a thoirt air astar, thuirt Brenzel gur e prìomh bhuannachd a bh’ anns an inneil, nach robh feum air aon ghairm seirbheis thairis air na 18 mìosan a dh’ fhalbh de dh’ obrachadh cha mhòr leantainneach.
Figear 2. Tha NPX a’ tabhann measgachadh de roghainnean iar-phròiseasaidh. Is e an stuth a chithear an seo stàilinn gun smal T316 le trast-thomhas de 5mm agus tiugh balla de 0.254mm. Tha am pàirt chlì air a ghearradh/air a mhicro-spreadhadh agus tha am pàirt dheas air a electropoladh.
A bharrachd air pàirtean nitinol, bidh a’ chompanaidh cuideachd a’ cleachdadh aloidhean cobalt-cròmium, aloidhean tantalum, aloidhean titanium agus mòran sheòrsaichean de stàilinn gun smal meidigeach gu farsaing. Tha Jeff Hansen, Manaidsear Giullachd Laser, a’ mìneachadh: “Tha sùbailteachd innealan na bhuannachd chudromach eile, a’ leigeil leinn taic a thoirt do ghearradh raon farsaing de stuthan, a’ gabhail a-steach tiùban agus rèidh. Is urrainn dhuinn am beam a chuimseachadh sìos gu àite 20-micron, a tha feumail airson barrachd. Tha tiùban tana glè fheumail. Chan eil cuid de na tiùban sin ach 0.012″ ID, agus tha an co-mheas àrd de chumhachd as àirde gu cumhachd cuibheasach nan lasers snàithleach as ùire a’ meudachadh ar n-astar gearraidh fhad ‘s a tha iad fhathast a’ toirt seachad càileachd oir a tha sinn ag iarraidh. Tha feum againn gu tur air astar thoraidhean nas motha le trast-thomhas a-muigh suas ri 1 òirleach.”
A bharrachd air gearradh mionaideach agus freagairt luath, tha NPX cuideachd a’ tabhann raon iomlan de theicneòlasan iar-phròiseasadh, a bharrachd air seirbheisean dealbhaidh coileanta a bhios a’ cleachdadh an eòlais fharsaing a th’ aca sa ghnìomhachas. Tha na dòighean sin a’ toirt a-steach electropolishing, sandblasting, picilte, tàthadh laser, suidheachadh teas, cruthachadh, passivation, deuchainn teòthachd Af, agus deuchainn sgìths, agus tha iad sin uile nam prìomh rudan ann an saothrachadh innealan Nitinol. Thuirt Brenzel gu bheil cleachdadh iar-phròiseasadh gus smachd a chumail air crìochnachadh oir, “mar as trice an urra ri co-dhiù a tha sinn a’ bruidhinn mu thagradh àrd-sgìths no ìosal-sgìths. Mar eisimpleir, dh’ fhaodadh pàirt àrd-sgìths mar bhalbha cridhe lùbadh billean uair thar a bheatha mar cheum iar-phròiseasadh, tha e cudromach gainmheach-spreadhadh a chleachdadh gus radius nan oirean uile a mheudachadh. Ach gu tric chan fheum co-phàirtean ìosal-sgìths mar shiostaman lìbhrigidh no uèirichean-treòrachaidh iar-phròiseasadh farsaing.” A thaobh eòlais dealbhaidh, tha Brenzel a’ mìneachadh, gu bheil suas ri trì cairteal de luchd-dèiligidh a-nis a’ cleachdadh an seirbheisean dealbhaidh gus brath a ghabhail air cuideachadh agus sgilean NPX ann a bhith a’ faighinn cead bhon FDA. Tha a’ chompanaidh glè mhath air bun-bheachd “sgeids napcain” a thionndadh gu toradh na chruth dheireannach ann an ùine ghoirid.
’S e companaidh a th’ ann am Motion Dynamics (Fruitport, MI) a bhios a’ dèanamh fuarain bheaga gnàthaichte, corailean meidigeach agus co-chruinneachaidhean uèir agus ’s e an rùn aca fuasgladh fhaighinn air duilgheadasan luchd-ceannach, ge bith dè cho iom-fhillte no cho do-dhèanta ’s a tha iad, anns an ùine as giorra a ghabhas. Ann an innealan meidigeach, tha iad gu sònraichte a’ cur cuideam air co-chruinneachaidhean iom-fhillte airson lannsaireachd neurovascular, a’ gabhail a-steach dealbhadh, cinneasachadh agus cruinneachadh cho-chruinneachaidhean uèir àrd-inbhe airson tagraidhean leithid innealan catheter stiùiridh, a’ gabhail a-steach co-chruinneachaidhean “uèir tarraing”.
Mar a chaidh a ràdh roimhe, tha roghainn leusair snàithleach no USP na chùis roghainn innleadaireachd a bharrachd air an seòrsa uidheamachd agus pròiseasan a tha air an taic. Mhìnich Chris Witham, Ceann-suidhe Motion Dynamics: “Stèidhichte air modail gnìomhachais a tha gu mòr ag amas air toraidhean neurovascular, is urrainn dhuinn toraidhean eadar-dhealaichte a lìbhrigeadh ann an dealbhadh, coileanadh agus seirbheis. Cha chleachd sinn ach gearradh leusair gus na pàirtean a bhios sinn a’ cleachdadh a dhèanamh taobh a-staigh na companaidh, gus na pàirtean àrd-luachmhor, “duilich” a tha air a bhith nar speisealachd agus nar cliù a dhèanamh; chan eil sinn a’ tabhann gearradh leusair mar sheirbheis cùmhnantail. Tha sinn air faighinn a-mach gur e leusairean USP as fheàrr a nì sinn a’ mhòr-chuid de ghearraidhean leusair, agus airson iomadh bliadhna tha mi air a bhith a’ cleachdadh StarCut Tube le aon de na leusairean sin. Air sgàth an iarrtas làidir airson ar toraidhean, tha dà shift 8 uairean a thìde againn gach latha, uaireannan eadhon trì shiftean, agus ann an 2019 feumaidh sinn StarCut Tube eile fhaighinn gus taic a thoirt don fhàs seo. Ach an turas seo, cho-dhùin sinn a dhol le aon de na modailean tar-chinealach ùra de leusairean femtosecond USP agus leusairean snàithleach. Chuir sinn cuideachd còmhla e le luchdair/luchdair StarFeed gus am bi sinn… dh’ fhaodadh e an gearradh a dhèanamh gu tur fèin-ghluasadach – dìreach cuiridh an obraiche am bàn a-steach. Thèid an tiùb a luchdachadh a-steach don inneal-biadhaidh agus thèid am prògram obrachaidh bathar-bog airson an toraidh a thòiseachadh.
Figear 3. Chaidh an tiùb lìbhrigidh stàilinn gun smal sùbailte seo (air a shealltainn ri taobh rubair peansail) a ghearradh le laser femtosecond Monaco.
Tha Witham ag ràdh, ged a bhios iad a’ cleachdadh an inneil bho àm gu àm airson gearradh rèidh, gu bheil còrr is 95 sa cheud den ùine aca air a chaitheamh a’ cruthachadh no ag atharrachadh thoraidhean siolandair airson na co-chruinneachaidhean catheter stiùiridh aca, is iad sin hypotubes, corailean agus spioralan, a’ gabhail a-steach gearradh mholaidhean pròifilichte agus tuill gearraidh. Bithear a’ cleachdadh nan co-phàirtean seo mu dheireadh ann an modhan-obrach leithid càradh aneurysm agus toirt air falbh thrombus. Tha seo ag iarraidh cleachdadh luchd-gearraidh laser air grunn mheatailtean a’ gabhail a-steach stàilinn gun smal, òr fìor-ghlan, platanam agus nitinol.
Figear 4. Bidh Motion Dynamics cuideachd a’ cleachdadh tàthadh leusair gu farsaing. Gu h-àrd, tha an coil air a thàthadh ris an tiùb gearraidh leusair.
Dè na roghainnean laser a th’ ann? Mhìnich Witham gu bheil càileachd oir sàr-mhath agus glè bheag de kerfs deatamach airson a’ mhòr-chuid de na co-phàirtean aca, agus mar sin b’ fheàrr leotha lasers USP an toiseach. A bharrachd air an sin, chan urrainnear gin de na stuthan a bhios a’ chompanaidh a’ cleachdadh a ghearradh le aon de na lasers sin, a’ gabhail a-steach na co-phàirtean òir beaga bìodach a thathas a’ cleachdadh mar chomharran rèidio-dhìonach ann an cuid de na toraidhean aca. Ach chuir e ris gu bheil roghainnean tar-chinealach ùra, a’ gabhail a-steach lasers snàithleach agus USPn, a’ toirt barrachd sùbailteachd dhaibh ann a bhith a’ leasachadh chùisean astar / càileachd oir. “Chan eil teagamh nach urrainn dha optaig snàithleach astaran nas àirde a thoirt seachad," thuirt e. “Ach air sgàth ar fòcas tagraidh sònraichte, mar as trice tha seo a’ ciallachadh seòrsa de iar-phròiseasadh, leithid glanadh ceimigeach agus ultrasonach no electropolishing. Mar sin le bhith a’ faighinn inneal tar-chinealach leigidh sin leinn taghadh dè am pròiseas iomlan - USP leis fhèin no snàithleach agus làimhseachadh iar-phròiseasadh - as fheàrr airson gach co-phàirt. Leigidh e leinn sgrùdadh a dhèanamh air comas innealachadh tar-chinealach den aon cho-phàirt, gu sònraichte far a bheil trast-thomhasan agus tiugh balla nas motha an sàs: eadhon gearradh luath le lasers snàithleach, an uairsin cleachd laser femtosecond airson gearradh grinn. ” Tha e an dùil gum bi an leusair USP fhathast mar a’ chiad roghainn aca leis gu bheil a’ mhòr-chuid de na gearraidhean leusair aca a’ toirt a-steach tighead balla eadar 4 agus 6 thou, ged a tha iad a’ tighinn tarsainn air tighead balla eadar 1-20 thou. Pìoban stàilinn gun smal eadar thou.
Mar cho-dhùnadh, tha gearradh is drileadh leusair nam pròiseasan cudromach ann an saothrachadh diofar innealan meidigeach. An-diugh, le taing do adhartasan ann an teicneòlas leusair bunaiteach agus innealan air an leasachadh gu mòr a tha air an rèiteachadh airson feumalachdan sònraichte na gnìomhachais, tha na pròiseasan seo nas fhasa an cleachdadh agus a’ lìbhrigeadh thoraidhean nas fheàrr na bha iad a-riamh.