Este sitio web está operado por unha ou máis empresas propiedade de Informa PLC e todos os dereitos de autor son propiedade delas. O domicilio social de Informa PLC é 5 Howick Place, Londres SW1P 1WG. Rexistrado en Inglaterra e Gales.Núm.8860726.
Hoxe en día, case todo o corte con láser de precisión de metais e non metais realízase usando ferramentas equipadas con láseres de fibra ou láseres de pulso ultracorto (USP), ou ás veces ambos. Neste artigo, explicaremos as diferentes vantaxes dos dous láseres e veremos como ambos os fabricantes usan estes láseres. utilizando máquinas que incorporan láseres de fibra. Motion Dynamics fabrica subconxuntos, como conxuntos de "fíos de tracción" utilizados principalmente en neuroloxía, utilizando unha máquina que inclúe un láser de femtosegundo USP e un dos últimos sistemas híbridos que inclúe láseres de femtosegundo e fibra para a máxima flexibilidade e versatilidade.
Durante moitos anos, a maioría do micromecanizado con láser realizouse usando láseres de nanosegundos de estado sólido chamados láseres DPSS. Non obstante, agora isto cambiou completamente grazas ao desenvolvemento de dous tipos de láser completamente diferentes e, polo tanto, complementarios. Desenvolvidos orixinalmente para as telecomunicacións, os láseres de fibra maduraron en láseres de procesamento de materiais de cabalo de batalla en moitas industrias. Isto resulta en láseres que son compactos, altamente fiables e fáciles de integrar en máquinas especializadas, e xeralmente ofrecen un menor custo de propiedade que os tipos de láser máis antigos. 0 kHz. Xunto coa potencia escalable, admite o corte e a perforación rápidas.
Non obstante, unha desvantaxe potencial dos láseres de fibra no micromecanizado é o mecanizado de características pequenas e/ou pezas delgadas e delicadas. As duracións de pulso longas (por exemplo, 50 µs) dan lugar a unha pequena cantidade de zona afectada pola calor (HAZ) como o material refundido e as pequenas rugosidades dos bordos, o que pode requirir un pouco de procesamento posterior. Problema AZ.
Cos láseres USP, a maior parte da calor extra asociada ao proceso de corte ou perforación lévase nos restos expulsados ​​antes de que teña tempo de difundirse no material circundante. Os láseres USP con saída de picosegundos utilízanse durante moito tempo en aplicacións de micromecanizado que inclúen plásticos, semicondutores, cerámicas e certos metais (picosegundos = 10-12 segundos). tamaño significa que os láseres de picosegundo non sempre proporcionan os resultados mellorados que xustificarían o aumento do custo dos láseres USP anteriores. Isto cambiou agora coa chegada dos láseres de femtosegundos de grao industrial (femtosegundo = 10-15 segundos). Un exemplo é a serie de láseres Monaco de Coherent Inc.. Como os láseres de fibra, a súa saída de luz utilízase en aceiro inoxidable ou en dispositivos médicos. , platino, ouro, magnesio, cobalto-cromo, titanio e máis, así como os non metais. Aínda que a combinación de duración de pulso curta e enerxía de pulso baixa evita danos térmicos (HAZ), a alta taxa de repetición (MHz) garante velocidades de rendemento rendibles para moitos dispositivos médicos de alto valor.
Por suposto, case ninguén no noso sector necesita só un láser. Pola contra, necesitan unha máquina baseada en láser, e agora hai moitas máquinas especializadas optimizadas para cortar e perforar dispositivos médicos. Un exemplo é a serie StarCut Tube de Coherent, que se pode usar con láseres de fibra, láseres de femtosegundo ou como versión híbrida que incorpore ambos tipos de láser.
Que significa a especialización en dispositivos médicos?A maioría destes dispositivos prodúcense en lotes limitados baseados en deseños personalizados. Polo tanto, a flexibilidade e a facilidade de uso son consideracións fundamentais. Aínda que moitos dispositivos se fabrican a partir de tochos, algúns compoñentes deben mecanizar con precisión a partir de tochos planos;a mesma máquina debe manexar ambos para maximizar o seu valor. Estas necesidades adoitan cubrirse proporcionando un movemento controlado por CNC de varios eixes (xyz e rotativo) e unha HMI fácil de usar para unha programación e control sinxelos. No caso de StarCut Tube, unha nova opción de módulo de carga de tubos inclúe un cargador de carga lateral (chamado StarFeed) para tubos de ata 3 m de lonxitude e permite unha clasificación automática de produtos de corte.
A flexibilidade do proceso destas máquinas realízase aínda máis grazas ao soporte para o corte en seco e húmido e as boquillas de entrega facilmente axustables para procesos que requiren gas auxiliar. A resolución espacial tamén é especialmente importante para o mecanizado de pezas moi pequenas, o que significa que a estabilidade termomecánica elimina os efectos da vibración que se atopan a miúdo nos talleres de máquinas.
NPX Medical é un fabricante de contratos bastante novo que ofrece servizos de deseño, enxeñaría e corte con láser de precisión aos fabricantes de dispositivos médicos. Fundada en 2019, a compañía construíu unha reputación na industria por produtos de calidade e capacidade de resposta, apoiando unha ampla gama de dispositivos, incluíndo stents, implantes, stents de válvulas e tubos de entrega flexibles para procedementos cirúrxicos similares, de intervencións cirúrxicas, pediátricas e renales, neurovasculares, pediátricas ou renales. cirurxía gastrointestinal. O seu principal cortador con láser é o StarCut Tube 2+2Â cun StarFiber 320FC cunha potencia media de 200 watts. Mike Brenzel, un dos fundadores de NPX, explicou que "os fundadores aportan anos de experiencia no deseño e fabricación de dispositivos médicos, máis de 90 anos en total", cunha gran experiencia de corte con láser de StarCut. e xa sabemos que os láseres de fibra poden proporcionar a velocidade e a calidade que necesitamos. Para dispositivos como tubos de paredes grosas e válvulas cardíacas, necesitamos velocidade, e o láser USP pode ser demasiado lento para as nosas necesidades. Ademais dos pedidos de produción de gran volume, estamos especializados en pequenos lotes de pezas, só entre 5 e 150 pezas, o noso obxectivo é completar estes pequenos lotes, incluíndo cambios en pequenos lotes, incluíndo tan só uns días de corte, inspección, deseño, programación, procesos de inspección Ademais de mencionar a velocidade, Brenzel mencionou a fiabilidade da máquina como unha vantaxe importante, xa que non requiriu unha única chamada de servizo nos últimos 18 meses de operación case continua.
Figura 2. NPX ofrece unha variedade de opcións de post-procesamento. O material que se mostra aquí é aceiro inoxidable T316 cun diámetro exterior de 5 mm e un grosor de parede de 0,254 mm. A parte esquerda está cortada/microblastada e a dereita electropulida.
Ademais das pezas de nitinol, a compañía tamén fai un uso extensivo de aliaxes de cobalto-cromo, aliaxes de tántalo, aliaxes de titanio e moitos tipos de aceiros inoxidables médicos. Jeff Hansen, xestor de procesamento con láser, explica: "A flexibilidade da máquina é outro activo importante, que nos permite soportar o corte dunha gama moi diversa de materiais, incluíndo tubos e planos.Podemos enfocar o feixe ata un punto de 20 micras, o que é útil para máis Os tubos finos son moi útiles.Algúns destes tubos teñen só 0,012 "ID, e a alta relación entre a potencia de pico e a potencia media dos últimos láseres de fibra maximiza a nosa velocidade de corte mentres proporciona a calidade de bordo desexada.Necesitamos absolutamente a velocidade dos produtos máis grandes cun diámetro exterior de ata 1 polgada".
Ademais do corte de precisión e unha resposta rápida, NPX tamén ofrece unha gama completa de tecnoloxías de post-procesamento, así como servizos de deseño completos que aproveitan a súa ampla experiencia na industria. xeralmente depende de se estamos a falar dunha aplicación de fatiga alta ou baixa.Por exemplo, unha parte de gran fatiga como unha válvula cardíaca pode dobrarse mil millóns de veces ao longo da súa vida útil como un proceso posterior. Como paso, é importante usar chorro de area para aumentar o raio de todos os bordos.Pero os compoñentes de baixa fatiga, como sistemas de entrega ou cables guía, moitas veces non requiren un procesamento posterior extenso.En termos de coñecementos de deseño, explica Brenzel, agora hai tantos como Tres cuartas partes dos clientes tamén usan os seus servizos de deseño para aproveitar a axuda e as habilidades de NPX para obter a aprobación da FDA.
Motion Dynamics (Fruitport, MI) é un fabricante de resortes en miniatura personalizados, bobinas médicas e conxuntos de fíos cuxa misión é resolver os problemas dos clientes, por complexos ou aparentemente imposibles que sexan, no menor tempo posible. Nos dispositivos médicos, enfatiza principalmente os conxuntos complexos para cirurxía neurovascular, incluíndo o deseño, a produción e as aplicacións de montaxe de cables e cables de alta calidade. conxuntos de "fíos de tracción".
Como se mencionou anteriormente, a elección do láser de fibra ou USP é unha cuestión de preferencia da enxeñaría, así como do tipo de equipos e procesos soportados. Chris Witham, presidente de Motion Dynamics, explicou: "Basándonos nun modelo de negocio que está moi centrado nos produtos neurovasculares, podemos ofrecer resultados diferenciados en deseño, execución e servizo.Só utilizamos corte con láser para producir os compoñentes que utilizamos na casa., para fabricar os compoñentes "difíciles" de alto valor que se converteron na nosa especialidade e reputación;non ofrecemos corte con láser como servizo de contrato.Descubrimos que a maioría dos cortes con láser que realizamos fanse mellor con láseres USP, e durante moitos anos estiven usando un tubo StarCut cun destes láseres.Debido á forte demanda dos nosos produtos, temos dúas quendas de 8 horas ao día, ás veces ata tres quendas, e en 2019 necesitamos adquirir outro tubo StarCut para apoiar este crecemento.Pero esta vez, decidimos ir cun dos novos modelos híbridos de láseres USP de femtosegundos e láseres de fibra.Tamén o emparejámolo cun cargador/descargador StarFeed para poder automatizar completamente o corte: o operador simplemente puxo o espazo en branco. O tubo cárgase no alimentador e iníciase o programa operativo do software para o produto.
Figura 3. Este tubo flexible de entrega de aceiro inoxidable (mostrado xunto a un borrador de lapis) foi cortado cun láser de femtosegundo de Mónaco.
Witham engade que, aínda que ocasionalmente usan a máquina para o corte plano, máis do 95 por cento do seu tempo dedícase a crear ou modificar produtos cilíndricos para os seus conxuntos de catéteres orientables, é dicir, hipotubos, bobinas e espirais, incluíndo o corte de puntas perfiladas e orificios de corte. incluíndo aceiro inoxidable, ouro puro, platino e nitinol.
Figura 4. Motion Dynamics tamén usa a soldadura con láser extensivamente. Por riba, a bobina soldouse ao tubo de corte con láser.
Cales son as opcións de láser? Witham explicou que unha excelente calidade de bordo e unhas cortaduras mínimas son fundamentais para a maioría dos seus compoñentes, polo que inicialmente preferiron os láseres USP. Ademais, ningún dos materiais que usa a empresa pode ser cortado por un destes láseres, incluídos os pequenos compoñentes de ouro utilizados como marcadores radiopacos nalgúns dos seus produtos. Sen dúbida, a fibra óptica pode proporcionar velocidades máis altas ", dixo. "Pero debido ao noso foco de aplicación particular, isto normalmente significa algún tipo de procesamento posterior, como limpeza química e ultrasónica ou electropulido.Polo tanto, ter unha máquina híbrida permítenos escoller que proceso global - USP só ou fibra e manipulación posterior ao procesamento - óptimo para cada compoñente.Permítenos explorar a posibilidade de mecanizado híbrido do mesmo compoñente, especialmente cando se trata de grandes diámetros e grosores de parede: incluso cortes rápidos con láseres de fibra, entón use un láser de femtosegundo para o corte fino.El espera que o láser USP siga sendo a súa primeira opción porque a maioría dos seus cortes con láser implican espesores de paredes entre 4 e 6 mil, aínda que atopan espesores de paredes que oscilan entre 1 e 20 mil.Tubos de aceiro inoxidable entre ti.
En conclusión, o corte con láser e a perforación son procesos fundamentais na fabricación de diversos dispositivos médicos. Hoxe, grazas aos avances na tecnoloxía láser básica e ás máquinas altamente optimizadas configuradas para as necesidades específicas da industria, estes procesos son máis fáciles de usar e ofrecen mellores resultados que nunca.