Denna webbplats drivs av ett eller flera företag som ägs av Informa PLC och alla upphovsrätter ägs av dem. Informa PLC:s registrerade kontor är 5 Howick Place, London SW1P 1WG.Registered in England and Wales.No.8860726.
Idag utförs nästan all precisionslaserskärning av metaller och icke-metaller med hjälp av verktyg utrustade med fiberlasrar eller ultrakorta pulslasrar (USP) eller ibland båda. I den här artikeln kommer vi att förklara de olika fördelarna med de två lasrarna och se hur båda tillverkarna använder dessa lasrar. NPX Medical (Plymouth, MN) är ett avtalsspecialiserat bearbetningsföretag som tillverkar och tillverkar en mängd olika stentmaskiner, implantatverktyg, implantatverktyg, implantatverktyg och verktyg. s som innehåller fiberlasrar. Motion Dynamics tillverkar underenheter, såsom "pull wire"-enheter som främst används inom neurologi, med en maskin som inkluderar en USP femtosekundlaser och ett av de senaste hybridsystemen inklusive femtosekund- och fiberlasrar för maximal flexibilitet och mångsidighet.
Under många år har den mesta lasermikrobearbetningen utförts med solid-state nanosekundlasrar som kallas DPSS-lasrar. Detta har dock nu helt förändrats tack vare utvecklingen av två helt olika, och därför kompletterande, lasertyper. Ursprungligen utvecklade för telekommunikation, har fiberlasrar mognat till arbetshästmaterial som bearbetar lasrar i många branscher, ofta rakt av sin framgång och på grund av dess framgång nära och långt. effektskalbarhet. Detta resulterar i lasrar som är kompakta, mycket tillförlitliga och lätta att integrera i specialiserade maskiner, och som generellt erbjuder en lägre ägandekostnad än äldre lasertyper. Viktigt för mikrobearbetning kan utgående strålen fokuseras till en liten, ren plats med endast några mikrometer i diameter, så de är idealiska för högupplöst skärning, svetsnings- och pulsborrningshastigheter är också mycket flexibla. till 170 kHz. Tillsammans med skalbar kraft stöder detta snabb skärning och borrning.
En potentiell nackdel med fiberlasrar vid mikrobearbetning är emellertid bearbetningen av små detaljer och/eller tunna, ömtåliga delar. Långa (t.ex. 50 µs) pulslängder resulterar i en liten mängd värmepåverkad zon (HAZ) såsom omgjutet material och liten kantsträvhet, vilket kan kräva viss efterbearbetning. pulser – eliminera HAZ-problemet.
Med USP-lasrar förs det mesta av den extra värmen som är förknippad med skär- eller borrprocessen bort i det utstötta skräpet innan det hinner diffundera in i det omgivande materialet. USP-lasrar med pikosekundutgång har länge använts i mikrobearbetningstillämpningar som involverar plast, halvledare, keramik och vissa metaller (picoseconds for 2 seconds for metal, the devices of a humans). s höga värmeledningsförmåga och ringa storlek gör att pikosekundlasrar inte alltid ger de förbättrade resultaten som skulle motivera den ökade kostnaden för tidigare USP-lasrar. Detta har nu förändrats med tillkomsten av femtosekundlasrar av industriell kvalitet (femtosekund = 10-15 sekunder). Ett exempel är Coherent Inc.s MonaLike-serie av laser som kan skära ut i metall, som kan skära ut i metall, eller laser, som kan skära ut i metall, eller laser. används i medicinsk utrustning, inklusive rostfritt stål, platina, guld, magnesium, kobolt-krom, titan med mera, såväl som icke-metaller. Medan kombinationen av kort pulslängd och låg pulsenergi förhindrar termisk skada (HAZ), säkerställer den höga (MHz) repetitionshastigheten kostnadseffektiva genomströmningshastigheter för många högvärdiga medicinska enheter.
Naturligtvis behöver nästan ingen i vår bransch bara en laser. Istället behöver de en laserbaserad maskin, och det finns nu många specialiserade maskiner optimerade för skärning och borrning av medicinsk utrustning. Ett exempel är Coherents StarCut Tube-serie, som kan användas med fiberlasrar, femtosekundlasrar, eller som en hybridversion som innehåller båda lasertyperna.
Vad betyder specialisering inom medicintekniska produkter?De flesta av dessa apparater tillverkas i begränsade omgångar baserat på skräddarsydda konstruktioner. Därför är flexibilitet och användarvänlighet viktiga faktorer. Även om många apparater tillverkas av ämnen, måste vissa komponenter vara precisionsbearbetade av platta ämnen;samma maskin måste hantera båda för att maximera sitt värde. Dessa behov tillgodoses vanligtvis genom att tillhandahålla fleraxlig CNC-styrd (xyz och roterande) rörelse och ett användarvänligt HMI för enkel programmering och kontroll. När det gäller StarCut Tube kommer en ny tubladdningsmodul med ett sidoladdningsmagasin (kallat StarFeed) för tuber upp till 3 m i längd och en helautomatisk sorterare för skurna produkter.
Processflexibiliteten hos dessa maskiner förstärks ytterligare av stöd för våt- och torrskärning och lätt justerbara munstycken för processer som kräver hjälpgas. Rumslig upplösning är också särskilt viktig för bearbetning av mycket små delar, vilket innebär att termomekanisk stabilitet eliminerar effekterna av vibrationer som ofta förekommer i maskinverkstäder. StarCut Tube-serien tillgodoser detta behov genom att bygga ett stort antal skärelement.
NPX Medical är en ganska ny kontraktstillverkare som tillhandahåller design-, ingenjörs- och precisionslaserskärningstjänster till tillverkare av medicintekniska produkter. Företaget grundades 2019 och har byggt upp ett rykte i branschen för kvalitetsprodukter och lyhördhet, och stöder ett brett utbud av enheter inklusive stentar, implantat, ventilstentar och flexibla förlossningsrör för liknande olika kirurgiska ingrepp, inkluderande neurovaskulära kirurgiska ingrepp, spine-, , ologiska och gastrointestinala kirurgi. Dess huvudsakliga laserskärare är StarCut Tube 2+2Â med en StarFiber 320FC med en genomsnittlig effekt på 200 watt. Mike Brenzel, en av NPX:s grundare, förklarade att "grundarna har med sig år av medicinsk utrustningsdesign och tillverkningserfarenhet - mer än 90 års erfarenhet av att arbeta med laserfiber från våra tidigare maskiner", med mer än 90 års erfarenhet av maskiner som har arbetat med StarC. skärning och vi vet redan att fiberlasrar kan ge den hastighet och kvalitet vi behöver. För enheter som tjockväggiga rör och hjärtklaffar behöver vi hastighet, och USP-lasern kan vara för långsam för våra behov. Förutom stora produktionsordrar – vi är specialiserade på små partier av delar – endast mellan 5 och 150 stycken – vårt mål är att slutföra dessa små serier av program, några dagars vändning, efterbearbetning, efterbearbetning, inkl. ion, jämfört med veckorna efter att en beställning lagts till större företag.” Förutom att nämna hastigheten nämnde Brenzel tillförlitligheten hos maskinen som en stor fördel, eftersom det inte har krävt ett enda servicesamtal under de senaste 18 månaderna av nästan kontinuerlig drift.
Figur 2. NPX erbjuder en mängd olika alternativ för efterbearbetning. Materialet som visas här är T316 rostfritt stål med 5 mm OD och 0,254 mm väggtjocklek. Den vänstra delen är skuren/mikroblästrad och den högra delen är elektropolerad.
Förutom nitinoldelar använder företaget också i stor utsträckning kobolt-kromlegeringar, tantallegeringar, titanlegeringar och många typer av medicinska rostfria stål.Jeff Hansen, Laser Processing Manager, förklarar: "Maskinflexibilitet är en annan viktig tillgång som gör att vi kan stödja skärning av ett mycket varierat utbud av material, inklusive rör och platta material.Vi kan fokusera strålen ner till en 20-mikron fläck, vilket är användbart för fler tunna rör är mycket användbara.Vissa av dessa rör är endast 0,012 tum ID, och det höga förhållandet mellan toppeffekt och genomsnittlig effekt för de senaste fiberlasrarna maximerar vår skärhastighet samtidigt som den ger önskad kantkvalitet.Vi behöver absolut hastigheten för större produkter med en ytterdiameter på upp till 1 tum.”
Förutom precisionsskärning och snabb respons erbjuder NPX också ett komplett utbud av efterbearbetningsteknologier, såväl som omfattande designtjänster som drar nytta av dess omfattande erfarenhet inom branschen. Dessa tekniker inkluderar elektropolering, sandblästring, betning, lasersvetsning, värmehärdning, formning, passivering, Af-temperaturtestning och utmattningstestning, som alla är nyckeln till kantkontroll av tyger, Nitinol, efterbehandling av tyger. "beror vanligtvis på om vi pratar om en applicering med hög eller låg trötthet.Till exempel kan en högutmattad del som en hjärtklaff böjas en miljard gånger under sin livstid som en efterbearbetning. Som ett steg är det viktigt att använda sandblästring för att öka radien på alla kanter.Men komponenter med låg utmattning som leveranssystem eller styrtrådar kräver ofta ingen omfattande efterbearbetning."När det gäller designexpertis, förklarar Brenzel, finns det nu så många som Tre fjärdedelar av kunderna använder också sina designtjänster för att dra fördel av NPX:s hjälp och kompetens för att få FDA-godkännande. Företaget är mycket bra på att omvandla konceptet "servettskissen" till en produkt i dess slutliga form på kort tid.
Motion Dynamics (Fruitport, MI) är en tillverkare av anpassade miniatyrfjädrar, medicinska spolar och trådmonteringar vars uppdrag är att lösa kundproblem, oavsett hur komplexa eller till synes omöjliga, på kortast möjliga tid. I medicinska monteringar betonar det komplexa församlingar för att inkludera ", inkludera" sammanträden ".
Som nämnts tidigare är valet av fiber eller USP-laser en fråga om ingenjörspreferens samt vilken typ av utrustning och processer som stöds.Chris Witham, VD för Motion Dynamics, förklarade: "Baserat på en affärsmodell som är starkt fokuserad på neurovaskulära produkter kan vi leverera differentierade resultat i design, utförande och service.Vi använder endast laserskärning för att tillverka de komponenter vi använder internt., att tillverka de högvärdiga, "svåra" komponenterna som har blivit vår specialitet och vårt rykte;vi erbjuder inte laserskärning som en kontraktstjänst.Vi har upptäckt att de flesta laserskärningar vi utför bäst görs med USP-lasrar, och i många år har jag använt ett StarCut-rör med en av dessa lasrar.På grund av den starka efterfrågan på våra produkter har vi två 8-timmarsskift om dagen, ibland till och med tre skift, och under 2019 behöver vi skaffa ytterligare ett StarCut-rör för att stödja denna tillväxt.Men den här gången bestämde vi oss för att gå med en av de nya hybridmodellerna av femtosekund USP-lasrar och fiberlasrar.Vi parade också ihop den med en StarFeed-lastare/avlastare så att vi kunde helt automatisera skärningen – operatören satte helt enkelt ämnet. Röret laddas i mataren och programvarans driftprogram för produkten startas.
Figur 3. Detta flexibla leveransrör av rostfritt stål (visas bredvid ett suddgummi) har skurits med en femtosekundlaser från Monaco.
Witham tillägger att även om de ibland använder maskinen för platt skärning, går mer än 95 procent av deras tid åt till att skapa eller modifiera cylindriska produkter för deras styrbara kateterenheter, nämligen hyporör, spolar och spiraler, inklusive skärande av profilerade spetsar och skurna hål. Dessa komponenter används i slutändan i procedurer som aneurysm, för att reparera aneurysm, inklusive stålskärning och reparering av stål utan tromboser. , rent guld, platina och nitinol.
Figur 4. Motion Dynamics använder också i stor utsträckning lasersvetsning. Ovan har spolen svetsats till det laserskurna röret.
Vilka är laseralternativen?Witham förklarade att utmärkt kantkvalitet och minimala snitt är avgörande för de flesta av deras komponenter, så de föredrog till en början USP-lasrar. Dessutom kan inget av materialen som företaget använder skäras av någon av dessa lasrar, inklusive de små guldkomponenterna som används som röntgentäta markörer i vissa av dess produkter. Men han tillade att nya hybridalternativ, inklusive fiberlasrar, ger dem problem med flexibilitet och flexibilitet för att optimera kvalitet och USP. fiberoptik kan ge högre hastigheter", sa han. "Men på grund av vårt speciella applikationsfokus innebär detta vanligtvis någon typ av efterbearbetning, såsom kemisk rengöring och ultraljudsrengöring eller elektropolering.Så att ha en hybridmaskin gör att vi kan välja vilken övergripande process – enbart USP eller fiber och efterbearbetningshantering – som är optimal för varje komponent.Det tillåter oss att utforska möjligheten till hybridbearbetning av samma komponent, speciellt där större diametrar och väggtjocklekar är inblandade: även snabb skärning med fiberlasrar, använd sedan en femtosekundlaser för finskärning.”Han förväntar sig att USP-lasern kommer att förbli deras förstahandsval eftersom de flesta av deras lasersnitt involverar väggtjocklekar mellan 4 och 6 du, även om de stöter på väggtjocklekar som sträcker sig från 1-20 du.Rostfria rör mellan dig.
Sammanfattningsvis är laserskärning och borrning nyckelprocesser vid tillverkning av olika medicinska apparater. Idag, tack vare framsteg inom kärnlaserteknologi och högt optimerade maskiner konfigurerade för industrins specifika behov, är dessa processer enklare att använda och ger bättre resultat än någonsin tidigare.