Šo vietni pārvalda viens vai vairāki uzņēmumi, kas pieder Informa PLC, un viņiem pieder visas autortiesības. Informa PLC juridiskā adrese ir 5 Howick Place, London SW1P 1WG.Reģistrēts Anglijā un Velsā.Nr.8860726.
Mūsdienās gandrīz visa metālu un nemetālu precīzā lāzergriešana tiek veikta, izmantojot instrumentus, kas aprīkoti ar šķiedru lāzeriem vai ultrashort impulsu (USP) lāzeriem, vai dažreiz arī abiem. Šajā rakstā mēs izskaidrosim abu lāzeru dažādās priekšrocības un redzēsim, kā abi ražotāji izmanto šos lāzerus. NPX Medical (Plymouth, MN) ir specializēta implantu apstrādes uzņēmums, kas izmanto dažādus instrumentus, instrumentus un iekārtas, kas ražo dažādus instrumentus, iekārtas un iekārtas. kas ietver šķiedru lāzerus.Motion Dynamics ražo apakšmezglus, piemēram, “vilkšanas stieples” mezglus, ko galvenokārt izmanto neiroloģijā, izmantojot iekārtu, kas ietver USP femtosekundes lāzeru un vienu no jaunākajām hibrīdsistēmām, tostarp femtosekundes un šķiedru lāzerus, lai nodrošinātu maksimālu elastību un daudzpusību.
Daudzus gadus lielākā daļa lāzera mikroapstrādes ir veikta, izmantojot cietvielu nanosekundes lāzerus, ko sauc par DPSS lāzeriem. Tomēr tagad tas ir pilnībā mainījies, pateicoties divu pilnīgi atšķirīgu un tādējādi savstarpēji papildinošu lāzeru tipu izstrādei. Šķiedru lāzeri, kas sākotnēji tika izstrādāti telekomunikācijām, daudzās nozarēs ir kļuvuši par darba zirgu materiālu apstrādes lāzeriem daudzās nozarēs, bieži vien ar gandrīz infrasarkano staru veiksmes iemesliem. lāzeros, kas ir kompakti, ļoti uzticami un viegli integrējami specializētās iekārtās un parasti piedāvā zemākas īpašumtiesību izmaksas nekā vecākiem lāzeru tipiem. Mikroapstrādē ir svarīgi, ka izvades staru var fokusēt nelielā, tīrā vietā, kura diametrs ir tikai daži mikroni, tāpēc tie ir ideāli piemēroti augstas izšķirtspējas griešanai, metināšanai un urbšanai. Arī to izvades ātrums ir ļoti elastīgs. Līdzās mērogojamai jaudai tas atbalsta ātru griešanu un urbšanu.
Tomēr potenciāls šķiedru lāzeru trūkums mikroapstrādē ir mazu elementu un/vai plānu, delikātu detaļu apstrāde. Ilgi (piemēram, 50 µs) impulsu ilgums rada nelielu daudzumu siltuma ietekmētās zonas (HAZ), piemēram, pārstrādāta materiāla un nelielu malu raupjumu, kam var būt nepieciešama zināma pēcapstrāde. Par laimi, jaunāki lāzeri ar pulsējošās izvades lāzera izvadi — ultraskaņas pulssestē AZ problēma.
Izmantojot USP lāzerus, lielākā daļa papildu siltuma, kas saistīts ar griešanas vai urbšanas procesu, tiek aizvadīts izmestajos gružos, pirms tam ir laiks izkliedēties apkārtējā materiālā. USP lāzeri ar pikosekundes izvadi jau sen ir izmantoti mikroapstrādē, kas ietver plastmasu, pusvadītājus, keramiku un noteiktus metālus (pikosekundes, metāla ierīces, kuru izmērs ir 100-12 sekundes no metāla). augstā siltumvadītspēja un mazais izmērs nozīmē, ka pikosekundes lāzeri ne vienmēr nodrošina uzlabotus rezultātus, kas attaisnotu agrāko USP lāzeru sadārdzināšanos. Tagad tas ir mainījies līdz ar rūpnieciskās kvalitātes femtosekundes lāzeru parādīšanos (femtosekunde = 10-15 sekundes).Piemērs ir Coherent Inc.'s, to lāzera šķiedru, tie var griezt gaismas šķiedru vai lāzeru. visi metāli, ko izmanto medicīnas ierīcēs, tostarp nerūsējošais tērauds, platīns, zelts, magnijs, kobalts-hroms, titāns un citi, kā arī nemetāli. Lai gan īsa impulsa ilguma un zemas impulsa enerģijas kombinācija novērš termiskus bojājumus (HAZ), augstais (MHz) atkārtošanās ātrums nodrošina rentablu caurlaides ātrumu daudzām augstvērtīgām medicīnas ierīcēm.
Protams, gandrīz nevienam mūsu nozarē nav vajadzīgs tikai viens lāzers. Tā vietā viņiem ir vajadzīga lāzera iekārta, un tagad ir daudz specializētu iekārtu, kas optimizētas medicīnas ierīču griešanai un urbšanai. Piemērs ir Coherent's StarCut Tube sērija, ko var izmantot ar šķiedru lāzeriem, femtosekundes lāzeriem vai kā hibrīda versiju, kurā ir iekļauti abi lāzera veidi.
Ko nozīmē medicīnas ierīču specializācija?Lielākā daļa šo ierīču tiek ražotas ierobežotās partijās, pamatojoties uz pielāgotu dizainu. Tāpēc galvenie apsvērumi ir elastība un lietošanas vienkāršība. Lai gan daudzas ierīces tiek ražotas no sagatavēm, dažas sastāvdaļas ir precīzi jāapstrādā no plakaniem sagatavēm;vienai un tai pašai iekārtai ir jārīkojas ar abiem, lai maksimāli palielinātu tās vērtību.Šīs vajadzības parasti tiek apmierinātas, nodrošinot vairāku asu CNC kontrolētu (xyz un rotācijas) kustību un lietotājam draudzīgu HMI vienkāršai programmēšanai un vadībai. StarCut Tube gadījumā jauna cauruļu iekraušanas moduļa opcija ir aprīkota ar sānu iekraušanas žurnālu (sauktu StarFeed), kas paredzēts caurulēm, kuru garums ir līdz 3 m, un šķirotājs pilnībā sagrieztu produktu caurulēm.
Šo iekārtu procesa elastību vēl vairāk uzlabo mitrās un sausās griešanas atbalsts un viegli regulējamas padeves sprauslas procesiem, kuros nepieciešama palīggāze. Telpiskā izšķirtspēja ir īpaši svarīga arī ļoti mazu detaļu apstrādei, kas nozīmē, ka termomehāniskā stabilitāte novērš vibrācijas ietekmi, kas bieži sastopama mašīnu darbnīcās. StarCut Tube klāsts apmierina šo vajadzību, veidojot lielu skaitu pļaušanas bloku.
NPX Medical ir diezgan jauns līgumražotājs, kas sniedz dizaina, inženierijas un precīzas lāzergriešanas pakalpojumus medicīnas ierīču ražotājiem. Uzņēmums dibināts 2019. gadā, un uzņēmums ir ieguvis reputāciju šajā nozarē ar kvalitatīviem produktiem un atsaucību, atbalstot plašu ierīču klāstu, tostarp stentus, implantus, vārstuļu stentus un elastīgas piegādes caurules līdzīgi dažādām ķirurģiskām procedūrām, tostarp ginekoloģiskām, kardioloģiskām, mugurkaula, neirovaskulārām, mugurkaula, mugurkaula, ortholoģiskajām, kuņģa-zarnu trakta ķirurģija.Tā galvenais lāzera griezējs ir StarCut Tube 2+2Â ar StarFiber 320FC ar vidējo jaudu 200 vati.Maiks Brenzels, viens no NPX dibinātājiem, paskaidroja, ka “dibinātāji ienes gadu ilgu medicīnas ierīču projektēšanas un ražošanas pieredzi — kopumā vairāk nekā 90 gadus”, ar iepriekšēju pieredzi mēs jau zinām, izmantojot Nitin šķiedru griešanas mašīnas. šķiedru lāzeri var nodrošināt mums nepieciešamo ātrumu un kvalitāti. Tādām ierīcēm kā biezu sienu caurules un sirds vārstuļi mums ir nepieciešams ātrums, un USP lāzers var būt pārāk lēns mūsu vajadzībām. Papildus liela apjoma ražošanas pasūtījumiem - mēs specializējamies nelielās detaļu partijās - tikai no 5 līdz 150 gabaliem - mūsu mērķis ir veikt šīs mazās partiju apgriezienus tikai dažu dienu laikā pēc programmēšanas, salīdzināšanas ar pasūtījuma veikšanu, griešanas procesu un ievietošanu. lielākiem uzņēmumiem.” Papildus ātruma pieminēšanai Brenzels kā galveno priekšrocību minēja iekārtas uzticamību, jo pēdējo 18 mēnešu laikā gandrīz nepārtrauktas darbības laikā nav nepieciešams neviens servisa izsaukums.
2. attēls. NPX piedāvā dažādas pēcapstrādes iespējas. Šeit redzamais materiāls ir T316 nerūsējošais tērauds ar 5 mm OD un 0,254 mm sienas biezumu. Kreisā daļa ir griezta/mikrostrūklas, bet labā daļa ir elektropulēta.
Papildus nitinola detaļām uzņēmums plaši izmanto arī kobalta-hroma sakausējumus, tantala sakausējumus, titāna sakausējumus un daudzu veidu medicīniskos nerūsējošos tēraudus. Džefs Hansens, lāzera apstrādes vadītājs, skaidro: “Iekārtas elastība ir vēl viena svarīga priekšrocība, kas ļauj mums atbalstīt ļoti dažādu cauruļu un plakanu materiālu griešanu.Mēs varam fokusēt staru uz leju līdz 20 mikronu vietai, kas ir noderīgs vairāk Plānas caurules ir ļoti noderīgas.Dažas no šīm caurulēm ir tikai 0,012 collu ID, un jaunāko šķiedru lāzeru augstā maksimālās jaudas attiecība pret vidējo jaudu palielina mūsu griešanas ātrumu, vienlaikus nodrošinot vēlamo malu kvalitāti.Mums absolūti nepieciešams lielāku produktu ātrums, kuru ārējais diametrs ir līdz 1 collai.
Papildus precīzai griešanai un ātrai reakcijai NPX piedāvā arī pilnu pēcapstrādes tehnoloģiju klāstu, kā arī visaptverošus projektēšanas pakalpojumus, kas izmanto tā plašo pieredzi šajā nozarē. Šīs metodes ietver elektropulēšanu, smilšu strūklu, kodināšanu, lāzermetināšanu, karstuma iestatīšanu, formēšanu, pasivēšanu, Af temperatūras testēšanu un noguruma testēšanu, un tas viss ir galvenais auduma apstrādes, bremžu kontroles ierīces malu apdares process. parasti ir atkarīgs no tā, vai mēs runājam par aplikāciju ar augstu nogurumu vai zemu nogurumu.Piemēram, liela noguruma daļa, piemēram, sirds vārstulis, pēcapstrādes darbības laikā var saliekties miljards reižu. Ir svarīgi izmantot smilšu strūklu, lai palielinātu visu malu rādiusu.Taču tādiem komponentiem, kas nenogurst, piemēram, piegādes sistēmas vai vadotnes, bieži vien nav nepieciešama plaša pēcapstrāde.Runājot par dizaina zināšanām, Brenzels skaidro, ka šobrīd trīs ceturtdaļas klientu arī izmanto savus dizaina pakalpojumus, lai izmantotu NPX palīdzību un prasmes FDA apstiprinājuma iegūšanai. Uzņēmums ļoti labi spēj īsā laika periodā pārvērst “salvetes skices” koncepciju par produktu tā galīgajā formā.
Motion Dynamics (Fruitport, MI) ir pielāgotu miniatūru atsperu, medicīnisko spoļu un stiepļu komplektu ražotājs, kura uzdevums ir pēc iespējas īsākā laikā atrisināt klientu problēmas neatkarīgi no tā, cik sarežģītas vai šķietami neiespējamas. Medicīnas ierīcēs tas galvenokārt uzsver kompleksus mezglus neirovaskulārai ķirurģijai, tostarp augstas kvalitātes vadu mezglu projektēšanu, ražošanu un montāžu tādām lietojumprogrammām kā “catheter ierīces”, tostarp “catheter ierīces”, steer.
Kā minēts iepriekš, šķiedru vai USP lāzera izvēle ir atkarīga no inženierijas priekšrocībām, kā arī atbalstītā aprīkojuma un procesu veida. Kriss Vitams, Motion Dynamics prezidents, paskaidroja: “Pamatojoties uz biznesa modeli, kas ir ļoti vērsts uz neirovaskulāriem produktiem, mēs varam nodrošināt atšķirīgus rezultātus projektēšanā, izpildē un apkalpošanā.Mēs izmantojam tikai lāzergriešanu, lai ražotu komponentus, kurus izmantojam uzņēmumā., ražot augstvērtīgus, “sarežģītus” komponentus, kas kļuvuši par mūsu specialitāti un reputāciju;mēs nepiedāvājam lāzergriešanu kā līgumpakalpojumu.Mēs esam noskaidrojuši, ka lielāko daļu mūsu veikto lāzergriešanas vislabāk var veikt ar USP lāzeriem, un daudzus gadus esmu izmantojis StarCut Tube ar vienu no šiem lāzeriem.Sakarā ar lielo pieprasījumu pēc mūsu produktiem, mums ir divas 8 stundu maiņas dienā, dažreiz pat trīs maiņas, un 2019. gadā mums ir jāiegādājas vēl viena StarCut Tube, lai atbalstītu šo Izaugsmi.Taču šoreiz mēs nolēmām izvēlēties vienu no jaunajiem femtosekundes USP lāzeru un šķiedru lāzeru hibrīda modeļiem.Mēs to arī savienojām pārī ar StarFeed iekrāvēju/izkrautāju, lai varētu pilnībā automatizēt griešanu – operators vienkārši ieliek sagatavi. Caurule tiek ievietota padevējā un tiek palaists izstrādājuma programmatūras darbības programma.
3. attēls. Šī elastīgā nerūsējošā tērauda padeves caurule (parādīta blakus zīmuļa dzēšgumijai) ir izgriezta ar Monako femtosekundes lāzeru.
Vitams piebilst, ka, lai gan viņi laiku pa laikam izmanto iekārtu plakanai griešanai, vairāk nekā 95 procentus sava laika pavada cilindrisku izstrādājumu izveidošanai vai modificēšanai vadāmiem katetru komplektiem, proti, hipotēkas, spoles un spirāles, tostarp profilētu uzgaļu un caurumu griešanai. Šīs sastāvdaļas galu galā tiek izmantotas tādās procedūrās kā aneirisma remonts un beztrombu noņemšana, tostarp beztrombu noņemšana uz metāla. e zelts, platīns un nitinols.
4. attēls. Motion Dynamics plaši izmanto arī lāzermetināšanu. Iepriekš redzamā spole ir piemetināta pie lāzera grieztās caurules.
Kādas ir lāzera iespējas? Vithams paskaidroja, ka lielākajai daļai to komponentu ir ļoti svarīga izcila malu kvalitāte un minimāls robs, tāpēc viņi sākotnēji deva priekšroku USP lāzeriem. Turklāt nevienu no uzņēmuma izmantotajiem materiāliem nevar griezt ar kādu no šiem lāzeriem, tostarp mazos zelta komponentus, ko dažos tā produktos izmanto kā radiopagnētiskus marķierus. Taču viņš piebilda, ka jaunās hibrīda iespējas, tostarp šķiedru lāzeri, nesniedz labākas kvalitātes problēmas. optiskās šķiedras var nodrošināt lielāku ātrumu," viņš teica. "Taču, ņemot vērā mūsu īpašo pielietojumu, tas parasti nozīmē noteikta veida pēcapstrādi, piemēram, ķīmisko un ultraskaņas tīrīšanu vai elektropulēšanu.Tātad hibrīdiekārtas izmantošana ļauj mums izvēlēties, kurš kopējais process — tikai USP vai šķiedra un pēcapstrādes apstrāde — optimāls katrai sastāvdaļai.Tas ļauj mums izpētīt viena un tā paša komponenta hibrīdapstrādes iespējas, īpaši gadījumos, kad ir iesaistīti lielāki diametri un sieniņu biezumi: pat ātra griešana ar šķiedru lāzeriem, pēc tam smalkai griešanai izmantojiet femtosekundes lāzeru.Viņš sagaida, ka USP lāzers joprojām būs viņu pirmā izvēle, jo lielākā daļa viņu lāzera griezumu ietver sienu biezumu no 4 līdz 6 tūkstošiem, lai gan tie saskaras ar sienu biezumu no 1 līdz 20 tūkstošiem.Nerūsējošā tērauda caurules starp tūkst.
Noslēgumā jāsaka, ka lāzergriešana un urbšana ir galvenie procesi dažādu medicīnisko ierīču ražošanā. Mūsdienās, pateicoties jaunākajām lāzertehnoloģijām un īpaši optimizētām iekārtām, kas konfigurētas atbilstoši nozares īpašajām vajadzībām, šos procesus ir vieglāk izmantot un nodrošināt labākus rezultātus nekā jebkad agrāk.