Бұл веб-сайтты Informa PLC иелігіндегі бір немесе бірнеше бизнес басқарады және барлық авторлық құқықтар соларға тиесілі. Informa PLC тіркелген кеңсесі 5 Howick Place, London SW1P 1WG. Англияда және Уэльсте тіркелген.No.8860726.
Бүгінгі таңда металдар мен бейметалдарды лазерлік кесу барлық дерлік талшықты лазерлермен немесе ультра қысқа импульстік (USP) лазерлермен немесе кейде екеуімен жабдықталған құралдарды пайдалану арқылы жүзеге асырылады. Бұл мақалада біз екі лазердің әртүрлі артықшылықтарын түсіндіреміз және екі өндірушінің де осы лазерлерді қалай қолданатынын көреміз. талшықты лазерлерді қамтитын машиналарды пайдалана отырып, икемді түтіктер. Motion Dynamics негізінен неврологияда қолданылатын «тартатын сым» жинақтары сияқты қосалқы жинақтарды шығарады, ол USP фемтосекунд лазерін және ең соңғы гибридті жүйелердің бірін, соның ішінде фемтосекунд пен талшықты икемділік пен максималды икемділік лазерін қамтитын машинаны пайдаланады.
Көптеген жылдар бойы лазерлік микроөңдеу жұмыстары DPSS лазерлері деп аталатын қатты күйдегі наносекундтық лазерлерді қолдану арқылы орындалды. Дегенмен, бұл екі мүлдем басқа, сондықтан бір-бірін толықтыратын лазер түрлерінің дамуы арқасында толығымен өзгерді. Бастапқыда телекоммуникация үшін әзірленген талшықты лазерлер лазерлерді өңдейтін жұмыс күші материалдарына айналды, көптеген сәтсіздіктерге байланысты көптеген жетістіктерге жетті. Оның қарапайым архитектурасы және қарапайым қуатты масштабтау мүмкіндігі. Бұл ықшам, жоғары сенімді және мамандандырылған машиналарға оңай біріктірілген және әдетте ескі лазер түрлеріне қарағанда иелену құнының төмендігін ұсынатын лазерлерге әкеледі. Микроөңдеу үшін маңыздысы, шығыс сәулесін диаметрі бірнеше микрон болатын шағын, таза нүктеге бағыттауға болады, сондықтан олар өте жақсы кесу және кесу үшін өте жақсы жұмыс істейді. икемді және басқарылатын, импульс жиілігі бір рет атудан 170 кГц-ке дейін. Бұл масштабталатын қуатпен бірге жылдам кесу мен бұрғылауды қолдайды.
Дегенмен, микроөңдеудегі талшықты лазерлердің әлеуетті кемшілігі шағын мүмкіндіктерді және/немесе жұқа, нәзік бөлшектерді өңдеу болып табылады. Ұзақ (мысалы, 50 мкс) импульс ұзақтығы қайта өңделген материал және шағын жиектер кедір-бұдыры сияқты жылу әсер ететін аймақтың (HAZ) аз мөлшерін тудырады, бұл кейбір кейінгі өңдеуді қажет етуі мүмкін. Бақытымызға орай шығыс импульстері — HAZ мәселесін жою.
USP лазерлерімен кесу немесе бұрғылау процесіне байланысты қосымша жылудың көп бөлігі қоршаған материалға таралмай тұрып, сыртқа шығарылған қоқыспен тасымалданады. Пикосекундтық шығысы бар USP лазерлері ұзақ уақыт бойы пластмассаларды, жартылай өткізгіштерді, керамикаларды және белгілі бір металдарды қамтитын микро өңдеу қолданбаларында қолданылып келеді (адамның шашы үшін пикосекунд - 12 секунд, металл шашы 10 секунд). жоғары жылу өткізгіштігі мен кішкентай өлшемі пикосекундтық лазерлердің бұрынғы USP лазерлерінің қымбаттауын негіздейтін жақсартылған нәтижелерді қамтамасыз ете алмайтынын білдіреді. Бұл қазір өнеркәсіптік деңгейдегі фемтосекундтық лазерлердің пайда болуымен өзгерді (фемтосекунд = 10-15 секунд). Мысалы, Coherent Inc. бұл олардың медициналық құрылғыларда қолданылатын барлық металдарды, соның ішінде тот баспайтын болат, платина, алтын, магний, кобальт-хром, титан және т.б., сондай-ақ бейметалдарды кесіп немесе бұрғылай алатынын білдіреді. Қысқа импульс ұзақтығы мен төмен импульс энергиясының үйлесімі термиялық зақымдануды (HAZ) болдырмағанымен, жоғары (МГц) қайталану жиілігі көптеген медициналық құрылғылардың жоғары шығындар жылдамдығын қамтамасыз етеді.
Әрине, біздің салада ешкімге бір ғана лазер қажет емес. Оның орнына олар лазер негізіндегі машинаны қажет етеді және қазір медициналық құрылғыларды кесу және бұрғылау үшін оңтайландырылған көптеген мамандандырылған машиналар бар. Мысал ретінде Coherent's StarCut Tube сериясын келтіруге болады, оны талшықты лазерлермен, фемтосекундтық лазерлермен немесе гибридті нұсқа ретінде inclaserporating екі түрімен де пайдалануға болады.
Медициналық құрылғының мамандануы нені білдіреді? Бұл құрылғылардың көпшілігі арнайы дизайн негізінде шектеулі партиялармен шығарылады. Сондықтан икемділік пен пайдаланудың қарапайымдылығы басты назарға алынады. Көптеген құрылғылар дайындамадан жасалғанымен, кейбір компоненттер тегіс дайындамаларды дәл өңдеу керек;бір машина оның мәнін барынша арттыру үшін екеуін де өңдеуі керек. Бұл қажеттіліктер әдетте қарапайым бағдарламалау мен басқару үшін көп осьті CNC басқарылатын (xyz және айналмалы) қозғалысты және пайдаланушыға ыңғайлы HMI қамтамасыз ету арқылы қанағаттандырылады. StarCut Tube жағдайында жаңа түтік жүктеу модулі опциясы ұзындығы 3-ке дейінгі түтіктер мен автоматты түрде кесілген өнімдерге арналған бүйірлік жүктеу журналымен (StarFeed деп аталады) жеткізіледі.
Бұл станоктардың технологиялық икемділігі дымқыл және құрғақ кесуге қолдау көрсету және газды қажет ететін процестерге оңай реттелетін жеткізу саптамалары арқылы одан әрі жақсарады. Кеңістіктік ажыратымдылық өте кішкентай бөлшектерді өңдеу үшін де маңызды, бұл термомеханикалық тұрақтылық станок цехтарында жиі кездесетін дірілдің әсерін жояды. StarCut Tube құрылғысы осы кесу элементтерінің үлкен санын құрастыру арқылы осы қажеттілікті қамтамасыз етеді.
NPX Medical - бұл медициналық құрылғыларды өндірушілерге дизайн, инженерлік және дәлдікпен лазерлік кесу қызметтерін ұсынатын өте жаңа келісімшарт өндірушісі. 2019 жылы негізі қаланған компания стенттерді, импланттарды, клапан стенттерін және ұқсас әртүрлі процедуралар, иіру процедуралары, картон сызбалары, иілгіш стенттерді қоса алғанда құрылғылардың кең ауқымын қолдайтын сапалы өнімдер мен жауап беру қабілеті үшін салада беделге ие болды. ортопедиялық, гинекологиялық және асқазан-ішек хирургиясы. Оның негізгі лазерлік кескіші орташа қуаты 200 ватт StarFiber 320FC бар StarCut Tube 2+2Â болып табылады. NPX негізін қалаушылардың бірі Майк Бренцел «негізін салушылар медициналық құрылғыны жасаудың көп жылдық тәжірибесін және StarCut талшықтарын өндіруде 90 жылдан астам тәжірибесі бар» деп түсіндірді. лазерлер. Біздің жұмысымыздың көп бөлігі нитинолды кесуді қамтиды және біз талшықты лазерлер бізге қажетті жылдамдық пен сапаны қамтамасыз ете алатынын білеміз. Қалың қабырғалы түтіктер мен жүрек клапандары сияқты құрылғылар үшін бізге жылдамдық қажет, ал USP лазері біздің қажеттіліктеріміз үшін тым баяу болуы мүмкін. Өндірістің үлкен көлеміне қосымша – біз бөлшектердің шағын партияларына маманданамыз – тек 5-тен 150 күнге дейін, жобаны тек бірнеше күн ішінде аяқтау. ірі компаниялар үшін тапсырыс берілгеннен кейінгі апталармен салыстырғанда кесу, қалыптау, кейінгі өңдеу және тексеру.» Жылдамдықты атап өтумен қатар, Бренцель машинаның сенімділігін басты артықшылық ретінде атап өтті, соңғы 18 ай бойы үздіксіз жұмыс істегенде бір рет қызмет көрсетуді қажет етпейтін.
Сурет 2. NPX өңдеуден кейінгі әртүрлі опцияларды ұсынады. Мұнда көрсетілген материал 5 мм OD және 0,254 мм қабырғасының қалыңдығы бар T316 баспайтын болат болып табылады. Сол жақ бөлігі кесілген/микробластталған, ал оң бөлігі электр жылтыратылған.
Нитинол бөлшектерінен басқа, компания кобальт-хром қорытпаларын, тантал қорытпаларын, титан қорытпаларын және медициналық баспайтын болаттардың көптеген түрлерін кеңінен пайдаланады. Джефф Хансен, лазерлік өңдеу менеджері былай түсіндіреді: «Машинаның икемділігі тағы бір маңызды актив болып табылады.Біз сәулені 20 микрондық нүктеге дейін түсіре аламыз, бұл көбірек үшін пайдалы Жіңішке түтіктер өте пайдалы.Бұл түтіктердің кейбірі небәрі 0,012 дюймдік идентификаторды құрайды және ең соңғы талшықты лазерлердің орташа қуатына ең жоғары қуат қатынасы кесу жылдамдығын барынша арттырады, сонымен бірге қалаған жиек сапасын қамтамасыз етеді.Бізге сыртқы диаметрі 1 дюймге дейінгі үлкенірек өнімдердің жылдамдығы өте қажет ».
Дәл кесу мен жылдам әрекет етуден басқа, NPX сонымен қатар өңдеуден кейінгі технологиялардың толық спектрін, сондай-ақ саладағы үлкен тәжірибесін пайдаланатын кешенді жобалау қызметтерін ұсынады. Бұл әдістерге электрополировка, құм үрлеу, пиклинг, лазерлік дәнекерлеу, жылуды орнату, қалыптау, пассивация, Ауа температурасын сынау және матаның шеттерін өңдеуге арналған шаршауды сынау кіреді. Зел былай деді: «әдетте, біз қатты шаршау немесе төмен шаршау туралы айтып жатқанымызға байланысты.Мысалы, жүрек клапаны сияқты қатты шаршайтын бөлік кейінгі өңдеу ретінде қызмет ету мерзімінде миллиард рет майысып кетуі мүмкін Қадам ретінде барлық жиектер радиусын ұлғайту үшін құммен тазалауды пайдалану маңызды.Бірақ жеткізу жүйелері немесе бағыттаушы сымдар сияқты шаршамайтын компоненттер жиі кейінгі өңдеуді қажет етпейді.Дизайн тәжірибесіне келетін болсақ, Бренцель түсіндіреді, қазір клиенттердің төрттен үш бөлігі де NPX көмегі мен FDA мақұлдауын алудағы дағдыларын пайдалану үшін дизайн қызметтерін пайдаланады. Компания қысқа уақыт ішінде «майлық эскизі» тұжырымдамасын өнімге айналдыруда өте жақсы.
Motion Dynamics (Fruitport, MI) тапсырыс берушінің проблемаларын қаншалықты күрделі немесе мүмкін емес болып көрінсе де, мүмкіндігінше қысқа мерзімде шешу болып табылатын тапсырыс берушінің шағын серіппелерін, медициналық катушкаларын және сым жинақтарын өндіруші болып табылады. Медициналық құрылғыларда ол, ең алдымен, нейроваскулярлық хирургияға арналған күрделі жинақтарға, соның ішінде жоғары сапалы сымдарды құрастыруға арналған құрылғылардың дизайнын, өндірісін және құрастыруын қосады.
Жоғарыда айтылғандай, талшықты немесе USP лазерін таңдау инженерлік артықшылыққа, сондай-ақ қолдау көрсетілетін жабдық пен процестердің түріне байланысты. Крис Уитам, Motion Dynamics президенті былай деп түсіндірді: «Нейроваскулярлық өнімдерге жоғары бағдарланған бизнес үлгісіне сүйене отырып, біз дизайнда, орындауда және қызмет көрсетуде сараланған нәтижелерді ұсына аламыз.Біз өзіміз қолданатын компоненттерді өндіру үшін лазерлік кесуді ғана қолданамыз., біздің мамандығымыз бен беделімізге айналған жоғары құнды, «қиын» компоненттерді өндіру;біз лазерлік кесуді келісімшарттық қызмет ретінде ұсынбаймыз.Біз орындайтын көптеген лазерлік кесулер USP лазерлерімен жақсы орындалатынын анықтадық және мен көптеген жылдар бойы осы лазерлердің бірімен StarCut түтігін пайдаланып келемін.Өнімдерімізге сұраныстың жоғары болуына байланысты бізде күніне 8 сағаттық екі ауысым, кейде тіпті үш ауысым бар және 2019 жылы осы өсуді қолдау үшін бізге басқа StarCut Tube сатып алу қажет.Бірақ бұл жолы біз фемтосекундтық USP лазерлері мен талшықты лазерлердің жаңа гибридті үлгілерінің бірімен баруды шештік.Біз оны StarFeed тиегіш/түсіру құралымен жұптастық, осылайша біз кесуді толығымен автоматтандыруға болады – оператор жай ғана дайындаманы қояды Түтік фидерге жүктеліп, өнімге арналған бағдарламалық құралдың жұмыс бағдарламасы іске қосылды.
Сурет 3. Бұл икемді баспайтын болаттан жасалған жеткізу түтігі (қарындаш өшіргіштің жанында көрсетілген) Монако фемтосекунд лазерімен кесілген.
Витамның айтуынша, олар машинаны жалпақ кесу үшін анда-санда пайдаланғанымен, олардың уақытының 95 пайызынан астамы олардың басқарылатын катетер жинақтары үшін цилиндрлік бұйымдарды, атап айтқанда гипотүтіктерді, катетерді және спиральдарды, соның ішінде профильді ұштарды және Кесу саңылауларын кесуді жасауға немесе өзгертуге жұмсалады. Бұл құрамдас бөліктер, сайып келгенде, аневризмаларды қалпына келтіруді және әртүрлі кесілген тромбаларды қалпына келтіруді қажет ететін процедураларда қолданылады. металдар, соның ішінде тот баспайтын болат, таза алтын, платина және нитинол.
Сурет 4. Motion Dynamics сонымен қатар лазерлік дәнекерлеуді кеңінен пайдаланады. Жоғарыда орам лазермен кесілген түтікке дәнекерленген.
Лазер опциялары қандай? Уитхэм олардың компоненттерінің көпшілігі үшін өте жақсы жиектер сапасы мен минималды керфтер маңызды екенін түсіндірді, сондықтан олар бастапқыда USP лазерлеріне артықшылық берді. Бұған қоса, компания қолданатын материалдардың ешқайсысын осы лазерлердің бірімен кесуге болмайды, оның ішінде кейбір өнімдерде радиопакалық маркерлер ретінде пайдаланылатын кішкентай алтын құрамдас бөліктер. «Талшықты оптика жоғары жылдамдықты қамтамасыз ете алатынына күмән жоқ», - деді ол. «Бірақ біздің ерекше қолданбалы мақсатымызға байланысты бұл әдетте химиялық және ультрадыбыстық тазалау немесе электрополировка сияқты кейінгі өңдеудің кейбір түрін білдіреді.Сондықтан гибридті машинаның болуы бізге қандай жалпы процесті таңдауға мүмкіндік береді – тек USP немесе талшықты және өңдеуден кейінгі өңдеу – әрбір компонент үшін оңтайлы.Бұл бір құрамдас бөлікті гибридті өңдеу мүмкіндігін зерттеуге мүмкіндік береді, әсіресе үлкенірек диаметрлер мен қабырға қалыңдығы бар жерлерде: тіпті талшықты лазерлермен жылдам кесу, Содан кейін жұқа кесу үшін фемтосекундтық лазерді пайдаланыңыз.Ол USP лазері олардың бірінші таңдауы болып қала береді деп күтеді, өйткені олардың лазерлік кесулерінің көпшілігі қабырғаларының қалыңдығы 4 және 6 мың арасындағы қабырғаларды қамтиды, бірақ олар қабырғасының қалыңдығы 1-20 мың аралығында болады.Араларыңызда тот баспайтын болаттан жасалған құбырлар.
Қорытындылай келе, лазерлік кесу және бұрғылау әртүрлі медициналық құрылғыларды өндірудегі негізгі процестер болып табылады. Бүгінгі таңда негізгі лазерлік технологияның жетістіктері және саланың нақты қажеттіліктері үшін конфигурацияланған жоғары оңтайландырылған машиналар арқасында бұл процестерді пайдалану оңайырақ және бұрынғыдан да жақсы нәтижелер береді.