Acest site web este operat de una sau mai multe companii deținute de Informa PLC și toate drepturile de autor sunt deținute de acestea. Sediul social al Informa PLC este 5 Howick Place, Londra SW1P 1WG. Înregistrat în Anglia și Țara Galilor.Nr.8860726.
Astăzi, aproape toată tăierea cu laser de precizie a metalelor și nemetalelor este efectuată folosind instrumente echipate cu lasere cu fibră sau lasere cu impuls ultrascurt (USP), sau uneori ambele. În acest articol, vom explica diferitele avantaje ale celor două lasere și vom vedea cum ambii producători folosesc aceste lasere. folosind mașini care încorporează lasere cu fibră. Motion Dynamics produce subansambluri, cum ar fi ansambluri „pull wire” utilizate în principal în neurologie, utilizând o mașină care include un laser USP femtosecundă și unul dintre cele mai recente sisteme hibride, inclusiv lasere femtosecunde și fibră pentru flexibilitate și versatilitate maxime.
De mulți ani, cea mai mare parte a microprelucrării cu laser a fost efectuată folosind lasere în nanosecundă cu stare solidă numite lasere DPSS. Cu toate acestea, acest lucru s-a schimbat acum complet datorită dezvoltării a două tipuri de laser complet diferite și, prin urmare, complementare. Acest lucru are ca rezultat lasere care sunt compacte, extrem de fiabile și ușor de integrat în mașini specializate și, în general, oferă un cost de proprietate mai mic decât tipurile de laser mai vechi. Important pentru microprelucrare, fasciculul de ieșire poate fi focalizat într-un loc mic și curat, de doar câțiva microni în diametru, astfel încât sunt ideale pentru tăiere de înaltă rezoluție, sudare și găurire, de la o rată flexibilă de împușcare și găurire unică. 0 kHz. Împreună cu puterea scalabilă, aceasta acceptă tăierea și găurirea rapidă.
Cu toate acestea, un dezavantaj potențial al laserelor cu fibră în microprelucrare este prelucrarea unor caracteristici mici și/sau a pieselor subțiri, delicate. Duratele lungi (de exemplu, 50 µs) ale impulsului au ca rezultat o cantitate mică de zonă afectată de căldură (HAZ), cum ar fi materialul turnat și rugozitatea marginilor mici, care poate necesita o oarecare post-procesare. Problema AZ.
Cu laserele USP, cea mai mare parte a căldurii suplimentare asociate cu procesul de tăiere sau găurire este îndepărtată de resturile ejectate înainte de a avea timp să se difuzeze în materialul înconjurător. Laserele USP cu putere în picosecunde au fost utilizate de mult timp în aplicații de microprelucrare care implică materiale plastice, semiconductori, ceramică și anumite metale (picosecunde = 10-12 secunde). dimensiunea înseamnă că laserele picosecunde nu oferă întotdeauna rezultate îmbunătățite care ar justifica costul crescut al laserelor USP anterioare. Acest lucru s-a schimbat acum odată cu apariția laserelor femtosecunde de calitate industrială (femtosecundă = 10-15 secunde). Un exemplu este seria de lasere Monaco de la Coherent Inc. , platină, aur, magneziu, cobalt-crom, titan și multe altele, precum și nemetale. În timp ce combinația dintre durata scurtă a pulsului și energia scăzută a impulsului previne deteriorarea termică (HAZ), rata de repetiție ridicată (MHz) asigură viteze rentabile de transfer pentru multe dispozitive medicale de mare valoare.
Desigur, aproape nimeni din industria noastră nu are nevoie de un singur laser. În schimb, au nevoie de o mașină bazată pe laser, iar acum există multe mașini specializate optimizate pentru tăierea și găurirea dispozitivelor medicale. Un exemplu este seria StarCut Tube de la Coherent, care poate fi utilizată cu lasere cu fibră, lasere femtosecunde sau ca versiune hibridă care încorporează ambele tipuri de laser.
Ce înseamnă specializarea dispozitivelor medicale? Cele mai multe dintre aceste dispozitive sunt produse în loturi limitate pe baza modelelor personalizate. Prin urmare, flexibilitatea și ușurința în utilizare sunt considerații cheie. În timp ce multe dispozitive sunt fabricate din țagle, unele componente trebuie prelucrate cu precizie din țagle plate;aceeași mașină trebuie să se ocupe de ambele pentru a-și maximiza valoarea. Aceste nevoi sunt de obicei satisfăcute prin furnizarea de mișcări controlate CNC pe mai multe axe (xyz și rotative) și un HMI ușor de utilizat pentru programare și control simplă. În cazul StarCut Tube, o nouă opțiune de modul de încărcare a tubului vine cu o magazie de încărcare laterală (numită StarFeed) pentru tuburi de până la 3 m lungime și un sortator pentru produse tăiate complet și o sortare automată a produselor.
Flexibilitatea procesului a acestor mașini este îmbunătățită și mai mult de suportul pentru tăiere umedă și uscată și duze de livrare ușor reglabile pentru procesele care necesită gaz asistator. Rezoluția spațială este, de asemenea, deosebit de importantă pentru prelucrarea pieselor foarte mici, ceea ce înseamnă că stabilitatea termomecanică elimină efectele vibrațiilor des întâlnite în atelierele de mașini. Gama StarCut Tube răspunde acestei necesități prin construirea unui număr mare de elemente de tăiere din granit.
NPX Medical este un producător de contract destul de nou care furnizează servicii de design, inginerie și tăiere cu laser de precizie producătorilor de dispozitive medicale. Înființată în 2019, compania și-a construit o reputație în industrie pentru produse de calitate și receptivitate, susținând o gamă largă de dispozitive, inclusiv stenturi, implanturi, stenturi valvulare și tuburi flexibile de livrare pentru diverse proceduri chirurgicale, intervenții chirurgicale, pediatrice, renale, neurovasculare, renale, cardiace și neurovasculare. Chirurgia gastrointestinală. Principalul său dispozitiv de tăiere cu laser este StarCut Tube 2+2Â cu un StarFiber 320FC cu o putere medie de 200 de wați. Mike Brenzel, unul dintre fondatorii NPX, a explicat că „fondatorii aduc ani de experiență în proiectarea și fabricarea dispozitivelor medicale — mai mult de 90 de ani în total”, cu o mulțime de experiență de lucru similară cu laserul StarCut, care implică o mulțime de lucrări de prelucrare a mașinilor noastre anterioare. și știm deja că laserele cu fibră pot oferi viteza și calitatea de care avem nevoie. Pentru dispozitive cum ar fi tuburile cu pereți groși și valvele cardiace, avem nevoie de viteză, iar laserul USP poate fi prea lent pentru nevoile noastre. Pe lângă comenzile de producție de volum mare - suntem specializați în loturi mici de piese - doar între 5 și 150 de bucăți - scopul nostru este să finalizăm aceste loturi mici, inclusiv procese de realizare a loturilor mici, inclusiv în câteva zile de decupare, inspecție, comparare, programare, procesare de proiectare, inspecție și procesare de câteva zile. În plus față de faptul că a menționat viteza, Brenzel a menționat fiabilitatea mașinii ca un avantaj major, nefiind nevoie de un singur apel de service în ultimele 18 luni de funcționare aproape continuă.
Figura 2. NPX oferă o varietate de opțiuni de post-procesare. Materialul prezentat aici este oțel inoxidabil T316 cu un diametru exterior de 5 mm și o grosime a peretelui de 0,254 mm. Partea din stânga este tăiată/microsablată, iar partea dreaptă este electrolustruită.
Pe lângă piesele de nitinol, compania folosește pe scară largă aliaje de cobalt-crom, aliaje de tantal, aliaje de titan și multe tipuri de oțeluri inoxidabile medicale. Jeff Hansen, manager de procesare cu laser, explică: „Flexibilitatea mașinii este un alt atu important, permițându-ne să sprijinim tăierea unei game foarte diverse de materiale, inclusiv tuburi și plate.Putem focaliza fasciculul până la un punct de 20 de microni, ceea ce este util pentru mai multe Tuburi subțiri sunt foarte utile.Unele dintre aceste tuburi au doar 0,012″ ID, iar raportul ridicat dintre puterea de vârf și puterea medie a celor mai recente lasere cu fibră maximizează viteza noastră de tăiere, oferind totuși calitatea dorită a muchiei.Avem absolut nevoie de viteza produselor mai mari, cu un diametru exterior de până la 1 inch.”
Pe lângă tăierea de precizie și răspunsul rapid, NPX oferă, de asemenea, o gamă completă de tehnologii de post-procesare, precum și servicii cuprinzătoare de proiectare care își valorifică experiența vastă în industrie. Aceste tehnici includ electro-lustruire, sablare, decapare, sudare cu laser, setare la căldură, formare, pasivare, testare la temperatură Af și testare la oboseală, toate acestea fiind cheie pentru procesul de fabricație post-finisare. depinde de obicei dacă vorbim despre o aplicație cu oboseală mare sau cu oboseală redusă.De exemplu, o piesă cu oboseală ridicată, cum ar fi o supapă cardiacă, s-ar putea îndoi de un miliard de ori de-a lungul duratei sale de viață ca post-procesare. Ca pas, este important să folosiți sablare pentru a crește raza tuturor marginilor.Dar componentele cu oboseală redusă, cum ar fi sistemele de livrare sau firele de ghidare, adesea nu necesită o post-procesare extinsă.”În ceea ce privește expertiza în proiectare, explică Brenzel, există acum aproape trei sferturi dintre clienți care își folosesc serviciile de proiectare pentru a profita de ajutorul și abilitățile NPX în obținerea aprobării FDA. Compania se pricepe foarte bine să transforme conceptul de „schiță de șervețel” într-un produs în forma sa finală într-o perioadă scurtă de timp.
Motion Dynamics (Fruitport, MI) este un producător de arcuri miniaturale personalizate, bobine medicale și ansambluri de sârmă a căror misiune este să rezolve problemele clienților, oricât de complexe sau aparent imposibile, în cel mai scurt timp posibil. În dispozitivele medicale, accentuează în primul rând ansamblurile complexe pentru chirurgia neurovasculară, inclusiv proiectarea, producția și aplicațiile de înaltă calitate pentru cabluri, dispozitive și ansambluri de înaltă calitate. ansambluri „sârmă de tragere”.
După cum am menționat mai devreme, alegerea laserului cu fibră sau USP este o chestiune de preferință inginerească, precum și tipul de echipamente și procese suportate. Chris Witham, președintele Motion Dynamics, a explicat: „Pe baza unui model de afaceri care este foarte concentrat pe produse neurovasculare, putem oferi rezultate diferențiate în proiectare, execuție și service.Folosim doar tăierea cu laser pentru a produce componentele pe care le folosim intern., pentru a fabrica componentele de mare valoare, „dificile” care au devenit specialitatea și reputația noastră;nu oferim tăierea cu laser ca serviciu contractual.Am descoperit că majoritatea tăierilor cu laser pe care le realizăm sunt cel mai bine realizate cu lasere USP și de mulți ani folosesc un tub StarCut cu unul dintre aceste lasere.Datorită cererii puternice pentru produsele noastre, avem două schimburi de 8 ore pe zi, uneori chiar și trei schimburi, iar în 2019 trebuie să achiziționăm un alt Tub StarCut pentru a susține această creștere.Dar de data aceasta, am decis să mergem cu unul dintre noile modele hibride de lasere USP femtosecunde și lasere cu fibră.De asemenea, l-am asociat cu un încărcător/descărcător StarFeed, astfel încât să putem automatiza complet tăierea – operatorul pur și simplu pune semifabricatul Tubul este încărcat în alimentator și este pornit programul de operare software pentru produs.
Figura 3. Acest tub flexibil de livrare din oțel inoxidabil (prezentat lângă o radieră de creion) a fost tăiat cu un laser de femtosecundă Monaco.
Witham adaugă că, în timp ce folosesc ocazional mașina pentru tăierea plană, mai mult de 95% din timp este petrecut creând sau modificând produse cilindrice pentru ansamblurile lor de cateter orientabile, și anume hipotuburi, bobine și spirale, inclusiv tăierea vârfurilor profilate și tăierea găurilor. inclusiv oțel inoxidabil, aur pur, platină și nitinol.
Figura 4. Motion Dynamics folosește, de asemenea, în mod extensiv sudarea cu laser. Mai sus, bobina a fost sudată pe tubul tăiat cu laser.
Care sunt opțiunile laser? Witham a explicat că calitatea excelentă a marginilor și tăieturile minime sunt critice pentru majoritatea componentelor lor, așa că au preferat inițial laserele USP. În plus, niciunul dintre materialele pe care compania le folosește nu poate fi tăiat cu unul dintre aceste lasere, inclusiv componentele minuscule de aur utilizate ca markeri radioopace în unele dintre produsele sale. Fără îndoială că fibra optică poate oferi viteze mai mari”, a spus el. „Dar din cauza concentrării noastre specifice aplicației, aceasta înseamnă de obicei un anumit tip de post-procesare, cum ar fi curățarea chimică și cu ultrasunete sau electrolustruirea.Deci, deținerea unei mașini hibride ne permite să alegem ce proces global – numai USP sau fibră și manipulare post-procesare – Optim pentru fiecare componentă.Ne permite să explorăm posibilitatea prelucrării hibride a aceleiași componente, mai ales acolo unde sunt implicate diametre și grosimi de perete mai mari: chiar și tăiere rapidă cu lasere cu fibră, apoi folosiți un laser de femtosecundă pentru tăierea fină.”El se așteaptă ca laserul USP să rămână prima lor alegere, deoarece majoritatea tăierilor cu laser implică grosimi ale peretelui între 4 și 6 mii, deși întâlnesc grosimi de perete cuprinse între 1 și 20 mii.Țevi de oțel inoxidabil între voi.
În concluzie, tăierea cu laser și găurirea sunt procese cheie în fabricarea diferitelor dispozitive medicale. Astăzi, datorită progreselor în tehnologia laser de bază și mașinilor extrem de optimizate configurate pentru nevoile specifice ale industriei, aceste procese sunt mai ușor de utilizat și oferă rezultate mai bune decât oricând.