Bu web sitesi, Informa PLC'ye ait bir veya daha fazla işletme tarafından işletilmektedir ve tüm telif hakları onlara aittir. Informa PLC'nin kayıtlı ofisi 5 Howick Place, London SW1P 1WG'dir. İngiltere ve Galler'de kayıtlıdır.No.8860726.
Bugün, metallerin ve metal olmayan malzemelerin neredeyse tüm hassas lazer kesimi, fiber lazerler veya ultra kısa darbeli (USP) lazerler veya bazen her ikisi ile donatılmış aletler kullanılarak gerçekleştirilir. maksimum esneklik ve Çok Yönlülük için bir USP femtosaniye lazer ve femtosaniye ve fiber lazerler dahil en son hibrit sistemlerden birini içeren bir makine kullanan, birincil olarak nörolojide kullanılan "çekme teli" tertibatları gibi tertibatlar.
Uzun yıllardır lazer mikro işlemenin çoğu, DPSS lazerler adı verilen katı hal nanosaniye lazerler kullanılarak gerçekleştirildi. Ancak, tamamen farklı ve dolayısıyla tamamlayıcı lazer türlerinin geliştirilmesi sayesinde bu durum artık tamamen değişti. Başlangıçta telekomünikasyon için geliştirilen fiber lazerler, birçok endüstride genellikle yakın kızılötesi dalga boylarında lazerleri işleyen ağır malzemeler haline geldi. Başarısının nedenleri, basit mimarisinde ve doğrudan güç ölçeklendirilebilirliğinde yatmaktadır. ve özel makinelere entegre edilmesi kolaydır ve genellikle eski lazer türlerine göre daha düşük bir sahip olma maliyeti sunar. Mikro işleme için önemlidir, çıkış ışını yalnızca birkaç mikron çapında küçük, temiz bir noktaya odaklanabilir, bu nedenle yüksek çözünürlüklü kesme, kaynak ve delme için idealdirler. Çıkışları ayrıca tek atıştan 170 kHz'e kadar değişen darbe hızlarıyla çok esnek ve kontrol edilebilirdir. Ölçeklenebilir gücün yanı sıra bu, hızlı kesme ve delmeyi destekler.
Bununla birlikte, mikro işlemede fiber lazerlerin potansiyel bir dezavantajı, küçük özelliklerin ve/veya ince, hassas parçaların işlenmesidir. Uzun (örneğin, 50 µs) darbe süreleri, yeniden biçimlendirilmiş malzeme ve küçük kenar pürüzlülüğü gibi ısıdan etkilenen küçük bir miktara (HAZ) neden olur ve bu da biraz sonradan işleme gerektirebilir. Neyse ki, daha yeni lazerler—femtosaniye çıkış darbelerine sahip ultra kısa darbe (USP) lazerler—HAZ sorununu ortadan kaldırır.
USP lazerlerle, kesme veya delme işlemiyle ilişkili ekstra ısının çoğu, çevredeki malzemeye dağılma zamanı olmadan önce, dışarı atılan döküntüde taşınır. Pikosaniye çıkışlı USP lazerler, plastikler, yarı iletkenler, seramikler ve belirli metalleri içeren mikro işleme uygulamalarında uzun süredir kullanılmaktadır (pikosaniye = 10-12 saniye). Ancak sütunları insan saçı boyutunda olan metal cihazlar için, metalin yüksek termal iletkenliği ve küçük boyutu, pikosaniye lazerlerinin t her zaman önceki USP lazerlerinin artan maliyetini haklı çıkaracak iyileştirilmiş sonuçlar sağlar. Bu, artık endüstriyel sınıf femtosaniye lazerlerin (femtosaniye = 10-15 saniye) ortaya çıkmasıyla değişti. Bir örnek, Coherent Inc.'in Monaco lazer serisidir. Fiber lazerler gibi, çıktıları yakın kızılötesi ışıktır, yani paslanmaz çelik, platin, altın, magnezyum, kobalt-krom, titanyum ve daha fazlası dahil olmak üzere tıbbi cihazlarda kullanılan tüm metalleri kesebilir veya delebilirler. Kısa atım süresi ve düşük atım enerjisi kombinasyonu termal hasarı (HAZ) önlerken, yüksek (MHz) tekrarlama oranı, birçok yüksek değerli tıbbi cihaz için uygun maliyetli üretim hızları sağlar.
Elbette sektörümüzde neredeyse hiç kimsenin tek bir lazere ihtiyacı yok. Bunun yerine, lazer tabanlı bir makineye ihtiyaçları var ve artık tıbbi cihazları kesmek ve delmek için optimize edilmiş birçok özel makine var. Bir örnek, Coherent'in fiber lazerler, femtosaniye lazerler veya her iki lazer türünü içeren hibrit bir versiyon olarak kullanılabilen StarCut Tube serisidir.
Tıbbi cihaz uzmanlığı ne anlama geliyor? Bu cihazların çoğu, özel tasarımlara dayalı olarak sınırlı partiler halinde üretilir. Bu nedenle, esneklik ve kullanım kolaylığı temel hususlardır. Birçok cihaz kütükten üretilirken, bazı bileşenlerin düz kütüklerden hassas bir şekilde işlenmesi gerekir;aynı makine, değerini en üst düzeye çıkarmak için her ikisini de işlemelidir. Bu ihtiyaçlar genellikle çok eksenli CNC kontrollü (xyz ve döner) hareket ve basit programlama ve kontrol için kullanıcı dostu bir HMI sağlayarak karşılanır. StarCut Tube söz konusu olduğunda, yeni bir tüp yükleme modülü seçeneği, 3 m uzunluğa kadar tüpler için bir yandan yükleme magazini (StarFeed olarak adlandırılır) ve kesilmiş ürünler için bir ayırıcı ile gelir ve tam otomatik üretime olanak tanır.
Bu makinelerin proses esnekliği, ıslak ve kuru kesme desteği ve yardımcı gaz gerektiren prosesler için kolayca ayarlanabilen dağıtım nozülleri ile daha da geliştirilmiştir. Uzamsal çözünürlük ayrıca çok küçük parçaların işlenmesi için özellikle önemlidir, bu da termomekanik stabilitenin makine atölyelerinde sıklıkla karşılaşılan titreşimin etkilerini ortadan kaldırdığı anlamına gelir. StarCut Tube serisi, tüm kesme donanımını çok sayıda granit elemanla inşa ederek bu ihtiyacı karşılar.
NPX Medical, tıbbi cihaz üreticilerine tasarım, mühendislik ve hassas lazer kesim hizmetleri sunan oldukça yeni bir sözleşmeli üreticidir. 2019'da kurulan şirket, nörovasküler, kardiyak, renal, omurga, ortopedik, jinekolojik ve gastrointestinal cerrahi dahil olmak üzere benzer çeşitli cerrahi prosedürler için stentler, implantlar, valf stentleri ve esnek dağıtım tüpleri dahil olmak üzere çok çeşitli cihazları destekleyerek sektörde kaliteli ürünler ve yanıt verebilirlik konusunda bir itibar oluşturmuştur. Ana lazer kesici StarCut Tube 2+2Â'dır. ortalama 200 watt güce sahip bir StarFiber 320FC ile. NPX'in kurucularından biri olan Mike Brenzel, "kurucuların uzun yıllara dayanan tıbbi cihaz tasarımı ve üretimi deneyimi - toplamda 90 yılı aşkın bir süredir" ve daha önce fiber lazer kullanan StarCut benzeri makinelerde deneyime sahip olduğunu açıkladı. İşimizin çoğu Nitinol kesmeyi içeriyor ve fiber lazerlerin ihtiyacımız olan hız ve kaliteyi sağlayabileceğini zaten biliyoruz. USP lazer ihtiyaçlarımız için çok yavaş olabilir. Yüksek hacimli üretim siparişlerine ek olarak - yalnızca 5 ila 150 parça arasındaki küçük parça partilerinde uzmanız - hedefimiz, daha büyük şirketler için sipariş verildikten sonraki haftalar ile karşılaştırıldığında tasarım, programlama, kesme, şekillendirme, son işleme ve denetim dahil olmak üzere bu küçük parti geri dönüşlerini yalnızca birkaç gün içinde tamamlamaktır. neredeyse sürekli çalışma.
Şekil 2. NPX, çeşitli son işleme seçenekleri sunar. Burada gösterilen malzeme, 5 mm OD ve 0,254 mm duvar kalınlığına sahip T316 paslanmaz çeliktir. Sol kısım kesilmiş/mikro püskürtme ve sağ kısım elektro-parlatılmıştır.
Şirket, nitinol parçalara ek olarak kobalt-krom alaşımları, tantal alaşımları, titanyum alaşımları ve birçok tıbbi paslanmaz çelik türünü de yoğun bir şekilde kullanıyor. Lazer İşleme Müdürü Jeff Hansen şöyle açıklıyor: "Makine esnekliği, boru ve yassı da dahil olmak üzere çok çeşitli malzemelerin kesilmesini desteklememize olanak tanıyan bir başka önemli varlık.Işını 20 mikronluk bir noktaya odaklayabiliriz ki bu daha fazlası için yararlıdır İnce tüpler çok kullanışlıdır.Bu tüplerden bazıları yalnızca 0,012 inç iç çapa sahiptir ve en yeni fiber lazerlerin tepe gücünün ortalama gücüne yüksek oranı, istenen kenar kalitesini sağlamaya devam ederken kesme hızımızı en üst düzeye çıkarır.Dış çapı 1 inç'e kadar olan daha büyük ürünlerin hızına kesinlikle ihtiyacımız var.”
NPX, hassas kesim ve hızlı tepkiye ek olarak, sektördeki kapsamlı deneyiminden yararlanan kapsamlı tasarım hizmetlerinin yanı sıra eksiksiz bir dizi son işleme teknolojisi de sunmaktadır. Bu teknikler arasında elektro-parlatma, kumlama, dekapaj, lazer kaynağı, ısıyla sertleştirme, şekillendirme, pasivasyon, Af sıcaklık testi ve yorulma testi yer alır ve bunların tümü Nitinol cihaz üretimi için çok önemlidir. -yorgunluk uygulaması.Örneğin, kalp kapağı gibi çok yorulan bir parça, son işlem olarak kullanım ömrü boyunca milyarlarca kez bükülebilir. Bir adım olarak, tüm kenarların yarıçapını artırmak için kumlama kullanmak önemlidir.Ancak dağıtım sistemleri veya kılavuz teller gibi yorulması az olan bileşenler genellikle kapsamlı bir son işlem gerektirmez."Brenzel, tasarım uzmanlığı açısından, artık müşterilerin dörtte üçünün tasarım hizmetlerini NPX'in FDA onayını alma konusundaki yardım ve becerilerinden yararlanmak için kullandığını açıklıyor.
Motion Dynamics (Fruitport, MI), misyonu ne kadar karmaşık veya görünüşte imkansız olursa olsun müşteri sorunlarını mümkün olan en kısa sürede çözmek olan özel minyatür yaylar, medikal sarmallar ve tel tertibatları üreticisidir.
Daha önce de belirtildiği gibi, fiber veya USP lazer seçimi, desteklenen ekipman türü ve süreçlerin yanı sıra bir mühendislik tercihi meselesidir. Motion Dynamics Başkanı Chris Witham şöyle açıkladı: "Nörovasküler ürünlere büyük ölçüde odaklanan bir iş modeline dayanarak, tasarım, uygulama ve hizmette farklı sonuçlar sunabiliyoruz.Şirket içinde kullandığımız bileşenleri üretmek için sadece lazer kesim kullanıyoruz., uzmanlığımız ve itibarımız haline gelen yüksek değerli, “zor” bileşenleri üretmek;lazer kesim hizmetini sözleşmeli olarak sunmuyoruz.Gerçekleştirdiğimiz çoğu lazer kesimin en iyi USP lazerlerle yapıldığını bulduk ve uzun yıllardır bu lazerlerden biriyle bir StarCut Tüpü kullanıyorum.Ürünlerimize olan yoğun talep nedeniyle günde iki, hatta bazen üç vardiyamız var ve 2019'da bu Büyümeyi desteklemek için başka bir StarCut Tube almamız gerekiyor.Ancak bu sefer, femtosaniye USP lazerler ve fiber lazerlerin yeni hibrit modellerinden birini kullanmaya karar verdik.Ayrıca kesme işlemini tamamen otomatik hale getirebilmek için onu bir StarFeed yükleyici/boşaltıcı ile eşleştirdik – operatör sadece ham parçayı yerleştirir. Masura besleyiciye yüklenir ve ürün için yazılım işletim programı başlatılır.
Şekil 3. Bu esnek paslanmaz çelik iletim tüpü (bir kurşun kalem silgisinin yanında gösterilmiştir) bir Monaco femtosaniye lazeriyle kesilmiştir.
Witham, makineyi ara sıra düz kesim için kullanırken, zamanlarının yüzde 95'inden fazlasının yönlendirilebilir kateter düzenekleri için silindirik ürünler, yani hipotüpler, sarmallar ve spiraller, profilli uçlar ve Kesik delikler dahil olmak üzere, oluşturmak veya değiştirmek için harcandığını ekliyor. Bu bileşenler en sonunda anevrizma onarımı ve trombüsün çıkarılması gibi prosedürlerde kullanılır. Bu, paslanmaz çelik, saf altın, platin ve nitinol dahil olmak üzere çeşitli metaller üzerinde lazer kesicilerin kullanılmasını gerektirir.
Şekil 4. Motion Dynamics ayrıca lazer kaynağını yoğun bir şekilde kullanır. Yukarıda, bobin lazerle kesilmiş boruya kaynaklanmıştır.
Lazer seçenekleri nelerdir? Witham, mükemmel kenar kalitesinin ve minimum çentiklerin bileşenlerinin çoğu için kritik öneme sahip olduğunu, bu nedenle başlangıçta USP lazerleri tercih ettiklerini açıkladı. Ayrıca, bazı ürünlerinde radyoopak işaretleyici olarak kullanılan küçük altın bileşenler de dahil olmak üzere şirketin kullandığı hiçbir malzeme bu lazerlerle kesilemez. Ancak fiber lazerler ve USP'ler dahil olmak üzere yeni hibrit seçeneklerin onlara hız/uç kalitesi sorunlarını optimize etmede daha fazla esneklik sağladığını da sözlerine ekledi. "Fiber optiğin daha yüksek hızlar sağlayabileceğine hiç şüphe yok" dedi. .“Ancak özel uygulama odağımız nedeniyle, bu genellikle kimyasal ve ultrasonik temizleme veya elektro-parlatma gibi bir tür son işlem anlamına gelir.Bu nedenle, hibrit bir makineye sahip olmak, her bir bileşen için hangi genel işlemin - tek başına USP veya fiber ve işlem sonrası İşleme - Optimum olduğunu seçmemize olanak tanır.Özellikle daha büyük çaplar ve duvar kalınlıkları söz konusu olduğunda, aynı parçanın hibrit işleme olasılığını keşfetmemizi sağlıyor: hatta fiber lazerlerle hızlı kesim, Ardından ince kesim için bir femtosaniye lazer kullanın."1-20 bin arasında değişen duvar kalınlıklarıyla karşılaşsalar da, lazer kesimlerinin çoğu 4 ila 6 bin arasında duvar kalınlıkları içerdiğinden, USP lazerin ilk tercihleri ​​olmaya devam edeceğini umuyor.Paslanmaz çelik borular aranızda.
Sonuç olarak, lazerle kesme ve delme, çeşitli tıbbi cihazların üretiminde kilit süreçlerdir. Günümüzde, çekirdek lazer teknolojisindeki gelişmeler ve endüstrinin özel ihtiyaçları için yapılandırılmış yüksek düzeyde optimize edilmiş makineler sayesinde, bu süreçlerin kullanımı daha kolay ve her zamankinden daha iyi sonuçlar veriyor.