Denne nettsiden drives av en eller flere virksomheter som eies av Informa PLC og alle opphavsrettigheter eies av dem. Det registrerte kontoret til Informa PLC er 5 Howick Place, London SW1P 1WG.Registered in England and Wales.No.8860726.
I dag utføres nesten all presisjonslaserskjæring av metaller og ikke-metaller ved hjelp av verktøy utstyrt med fiberlasere eller ultrakort puls (USP) lasere, eller noen ganger begge deler. I denne artikkelen vil vi forklare de forskjellige fordelene med de to laserne og se hvordan begge produsentene bruker disse laserne. NPX Medical (Plymouth, MN) er et kontraktsspesialist prosesseringsselskap som produserer og produserer en rekke fleksible stentmaskiner, implanteringsverktøy, implantater og verktøy. s som inneholder fiberlasere. Motion Dynamics produserer underenheter, for eksempel "pull wire"-enheter som primært brukes i nevrologi, og bruker en maskin som inkluderer en USP femtosekundlaser og et av de nyeste hybridsystemene inkludert femtosekund- og fiberlasere for maksimal fleksibilitet og allsidighet.
I mange år har det meste av lasermikromaskinbearbeiding blitt utført ved bruk av solid-state nanosekundlasere kalt DPSS-lasere. Dette har imidlertid nå endret seg fullstendig takket være utviklingen av to helt forskjellige, og derfor komplementære, lasertyper. Opprinnelig utviklet for telekommunikasjon, har fiberlasere blitt modnet til lasere for prosessering av arbeidshestmaterialer i mange bransjer, ofte på grunn av sin enkle suksess og på nær-lengden. kraftskalerbarhet. Dette resulterer i lasere som er kompakte, svært pålitelige og enkle å integrere i spesialiserte maskiner, og som generelt gir lavere eierkostnader enn eldre lasertyper. Viktig for mikrobearbeiding kan utgangsstrålen fokuseres til et lite, rent sted på bare noen få mikron i diameter, så de er ideelle for høyoppløselig skjæring, sveising og pulsering kan også utføres med fleksible sveise- og borehastigheter. til 170 kHz. Sammen med skalerbar kraft støtter dette rask skjæring og boring.
En potensiell ulempe med fiberlasere i mikrobearbeiding er imidlertid bearbeiding av små detaljer og/eller tynne, ømfintlige deler. Lange (f.eks. 50 µs) pulsvarighet resulterer i en liten mengde varmepåvirket sone (HAZ) som omstøpt materiale og liten kantruhet, noe som kan kreve litt etterbehandling. pulser – eliminer HAZ-problemet.
Med USP-lasere blir mesteparten av den ekstra varmen forbundet med skjære- eller boreprosessen ført bort i det utkastede rusk før det har tid til å diffundere inn i det omkringliggende materialet.USP-lasere med pikosekundutgang har lenge vært brukt i mikrobearbeidingsapplikasjoner som involverer plast, halvledere, keramikk og visse metaller (picoseconds for 2 seconds of the humans of the device). Den høye termiske ledningsevnen og den lille størrelsen gjør at pikosekundlasere ikke alltid gir de forbedrede resultatene som ville rettferdiggjøre de økte kostnadene til tidligere USP-lasere. Dette har nå endret seg med bruken av femtosekundlasere av industriell kvalitet (femtosekund = 10-15 sekunder). Et eksempel er Coherent Inc.s MonaLike-serie av lasere som kan skjære lasere i metall, som de kan skjære i nærheten av lys, eller lys. s brukt i medisinsk utstyr, inkludert rustfritt stål, platina, gull, magnesium, kobolt-krom, titan og mer, så vel som ikke-metaller. Mens kombinasjonen av kort pulsvarighet og lav pulsenergi forhindrer termisk skade (HAZ), sikrer den høye (MHz) repetisjonshastigheten kostnadseffektive gjennomstrømningshastigheter for mange medisinske enheter med høy verdi.
Selvfølgelig trenger nesten ingen i vår bransje bare én laser. I stedet trenger de en laserbasert maskin, og det finnes nå mange spesialiserte maskiner som er optimalisert for kutting og boring av medisinsk utstyr. Et eksempel er Coherents StarCut Tube-serie, som kan brukes med fiberlasere, femtosekundlasere, eller som en hybridversjon som inkluderer begge lasertyper.
Hva betyr spesialisering av medisinsk utstyr? De fleste av disse enhetene produseres i begrensede partier basert på tilpassede design. Derfor er fleksibilitet og brukervennlighet nøkkelhensyn. Mens mange enheter er produsert av emner, må noen komponenter være presisjonsmaskinert fra flate emner;den samme maskinen må håndtere begge deler for å maksimere verdien. Disse behovene dekkes vanligvis ved å gi flerakset CNC-kontrollert (xyz og roterende) bevegelse og en brukervennlig HMI for enkel programmering og kontroll. Når det gjelder StarCut Tube, leveres et nytt alternativ for rørlastingsmodul med et sidelastingsmagasin (kalt StarFeed) for rør opp til 3 m i lengde, og tillater helautomatisk produksjon og en helautomatisk produksjon.
Prosessfleksibiliteten til disse maskinene forbedres ytterligere av støtte for våt og tørr skjæring og lett justerbare dyser for prosesser som krever hjelpegass. Romlig oppløsning er også spesielt viktig for maskinering av svært små deler, noe som betyr at termomekanisk stabilitet eliminerer effekten av vibrasjoner som ofte oppstår i maskinverksteder. StarCut Tube-serien dekker dette behovet ved å bygge et stort antall granittelementer.
NPX Medical er en ganske ny kontraktsprodusent som tilbyr design, engineering og presisjons laserskjæringstjenester til produsenter av medisinsk utstyr. Selskapet ble grunnlagt i 2019, og har bygget et rykte i bransjen for kvalitetsprodukter og reaksjonsevne, og støtter et bredt spekter av enheter, inkludert stenter, implantater, ventilstenter og fleksible leveringsrør for lignende forskjellige kirurgiske prosedyrer, inkludert nevrovas, nevrovas, nevrovas, ologisk og gastrointestinal kirurgi. Dens viktigste laserskjærer er StarCut Tube 2+2Â med en StarFiber 320FC med en gjennomsnittlig effekt på 200 watt. Mike Brenzel, en av NPXs grunnleggere, forklarte at "gründerne bringer med seg årevis med medisinsk utstyrsdesign og produksjonserfaring - mer enn 90 års erfaring med bruk av laser- og laserfiber fra tidligere, med en masse tidligere arbeidserfaring med maskiner fra Niol. skjæring og vi vet allerede at fiberlasere kan gi den hastigheten og kvaliteten vi trenger. For enheter som tykkveggede rør og hjerteklaffer trenger vi hastighet, og USP-laseren kan være for treg for våre behov. I tillegg til høyvolumsproduksjonsordrer – spesialiserer vi oss på små partier med deler – bare mellom 5 og 150 deler – vårt mål er å fullføre disse små batchprogrammene noen få dager, innen design- og skjæring, inkludert skjæring, i skjæring, ion, sammenlignet med ukene etter at en bestilling er lagt inn for større selskaper.» I tillegg til å nevne hastighet, nevnte Brenzel påliteligheten til maskinen som en stor fordel, at den ikke har krevd et eneste serviceoppkall i løpet av de siste 18 månedene med nesten kontinuerlig drift.
Figur 2. NPX tilbyr en rekke etterbehandlingsalternativer. Materialet som vises her er T316 rustfritt stål med 5 mm OD og 0,254 mm veggtykkelse. Den venstre delen er kuttet/mikroblåst og den høyre delen er elektropolert.
I tillegg til nitinoldeler, bruker selskapet også utstrakt bruk av kobolt-kromlegeringer, tantallegeringer, titanlegeringer og mange typer medisinske rustfrie stål. Jeff Hansen, Laser Processing Manager, forklarer: "Maskinfleksibilitet er en annen viktig ressurs, som gjør at vi kan støtte skjæring av et svært variert utvalg av flate materialer, inkludert rør og flate materialer.Vi kan fokusere strålen ned til en 20-mikron flekk, noe som er nyttig for flere Tynne rør er veldig nyttige.Noen av disse rørene er bare 0,012 tommers ID, og ​​det høye forholdet mellom toppeffekt og gjennomsnittlig kraft til de nyeste fiberlaserne maksimerer skjærehastigheten vår samtidig som den gir den ønskede kantkvaliteten.Vi trenger absolutt hastigheten til større produkter med en utvendig diameter på opptil 1 tomme."
I tillegg til presisjonsskjæring og rask respons, tilbyr NPX også et komplett spekter av etterbehandlingsteknologier, samt omfattende designtjenester som utnytter dens omfattende erfaring i bransjen. Disse teknikkene inkluderer elektropolering, sandblåsing, beising, lasersveising, varmesetting, forming, passivering, Af-temperaturtesting og utmattelsestesting, som alle er nøkkelen til etterbehandling av stoff, Nitinol, etterbehandling av stoff. "avhenger vanligvis av om vi snakker om en høy-tretthets- eller lavtretthetsapplikasjon.For eksempel kan en del med høy tretthet som en hjerteklaff bøye seg en milliard ganger i løpet av levetiden som en etterbehandling. Som et trinn er det viktig å bruke sandblåsing for å øke radiusen til alle kanter.Men komponenter med lav utmatting som leveringssystemer eller guidewirer krever ofte ikke omfattende etterbehandling.»Når det gjelder designekspertise, forklarer Brenzel, er det nå så mange som Tre fjerdedeler av kundene bruker også designtjenestene sine for å dra nytte av NPXs hjelp og ferdigheter for å få FDA-godkjenning. Selskapet er veldig flinke til å gjøre om "serviettskisse"-konseptet til et produkt i sin endelige form i løpet av kort tid.
Bevegelsesdynamikk (Fruitport, MI) er en produsent av tilpassede miniatyrfjærer, medisinske spoler og trådmontering som har som oppgave å løse kundeproblemer, uansett hvor kompleks eller tilsynelatende umulig, på kortest mulig tid. I medisinske utstyr, understreker det å hende at COMPLICE-ene er på applikasjoner.
Som nevnt tidligere er valget av fiber eller USP-laser et spørsmål om ingeniørpreferanse, så vel som type utstyr og prosesser som støttes.Chris Witham, president for Motion Dynamics, forklarte: «Basert på en forretningsmodell som er sterkt fokusert på nevrovaskulære produkter, kan vi levere differensierte resultater innen design, utførelse og service.Vi bruker kun laserskjæring for å produsere komponentene vi bruker internt., for å produsere de høyverdige, "vanskelige" komponentene som har blitt vår spesialitet og omdømme;vi tilbyr ikke laserskjæring som en kontraktstjeneste.Vi har funnet ut at de fleste laserkuttene vi utfører gjøres best med USP-lasere, og i mange år har jeg brukt en StarCut Tube med en av disse laserne.På grunn av den sterke etterspørselen etter produktene våre, har vi to 8 timers skift om dagen, noen ganger til og med tre skift, og i 2019 må vi anskaffe enda et StarCut Tube for å støtte denne veksten.Men denne gangen bestemte vi oss for å gå med en av de nye hybridmodellene av femtosekund USP-lasere og fiberlasere.Vi paret den også med en StarFeed-laster/avlaster slik at vi kunne fullautomatisere kuttingen – operatøren la ganske enkelt emnet. Røret settes inn i materen og programvarens driftsprogram for produktet startes.
Figur 3. Dette fleksible leveringsrøret i rustfritt stål (vist ved siden av et viskelær) er kuttet med en femtosekundlaser fra Monaco.
Witham legger til at selv om de av og til bruker maskinen til flat skjæring, går mer enn 95 prosent av tiden deres til å lage eller modifisere sylindriske produkter for deres styrbare katetersammenstillinger, nemlig hyporør, spoler og spiraler, inkludert skjæring av profilerte spisser og kuttede hull. Disse komponentene brukes til slutt i prosedyrer som aneurisme, som krever reparasjon av aneurisme, inkludert laserreparasjon av stål og skjærefri stål. , rent gull, platina og nitinol.
Figur 4. Motion Dynamics bruker også mye lasersveising. Ovenfor er spolen sveiset til det laserkuttede røret.
Hva er laseralternativene?Witham forklarte at utmerket kantkvalitet og minimale snitt er kritiske for de fleste av komponentene deres, så de foretrakk i utgangspunktet USP-lasere. I tillegg kan ingen av materialene selskapet bruker kuttes av en av disse laserne, inkludert de bittesmå gullkomponentene som brukes som røntgentette markører i noen av produktene deres. Men han la til at nye hybridalternativer, inkludert fiberlasere, gir dem ingen problemer med hastighetsoptimalisering og USP-kvalitet. fiberoptikk kan gi høyere hastigheter," sa han. "Men på grunn av vårt spesielle applikasjonsfokus betyr dette vanligvis en form for etterbehandling, for eksempel kjemisk og ultralydsrensing eller elektropolering.Så å ha en hybridmaskin lar oss velge hvilken overordnet prosess – USP alene eller fiber og etterbehandlingshåndtering – optimal for hver komponent.Det lar oss utforske muligheten for hybrid bearbeiding av samme komponent, spesielt der større diametre og veggtykkelser er involvert: selv rask skjæring med fiberlasere. Bruk deretter en femtosekundlaser for finskjæring.Han forventer at USP-laseren vil forbli deres førstevalg fordi de fleste av laserkuttene deres involverer veggtykkelser mellom 4 og 6 du, selv om de møter veggtykkelser fra 1-20 du.Rustfrie stålrør mellom deg.
Avslutningsvis er laserskjæring og -boring nøkkelprosesser i produksjonen av ulike medisinske enheter. I dag, takket være fremskritt innen kjernelaserteknologi og svært optimaliserte maskiner konfigurert for de spesifikke behovene til industrien, er disse prosessene enklere å bruke og gir bedre resultater enn noen gang før.