Bu veb sayt Informa PLC-yə məxsus bir və ya daha çox müəssisə tərəfindən idarə olunur və bütün müəllif hüquqları onlara məxsusdur. Informa PLC-nin qeydiyyatdan keçmiş ofisi 5 Howick Place, London SW1P 1WG-dir. İngiltərə və Uelsdə qeydiyyatdan keçib. № 8860726.
Bu gün metalların və qeyri-metalların demək olar ki, bütün dəqiq lazer kəsimi lif lazerləri və ya ultraqısa impulslu (USP) lazerlər, bəzən isə hər ikisi ilə təchiz olunmuş alətlər vasitəsilə həyata keçirilir. Bu məqalədə iki lazerin fərqli üstünlüklərini izah edəcəyik və hər iki istehsalçının bu lazerlərdən necə istifadə etdiyini görəcəyik. NPX Medical (Plymouth, MN), lif lazerlərini özündə birləşdirən maşınlardan istifadə edərək stentlər, implantlar və çevik borular kimi müxtəlif cihazlar və yerləşdirmə alətləri istehsal edən müqaviləli ixtisaslaşmış emal şirkətidir. Motion Dynamics, əsasən nevrologiyada istifadə olunan "çəkmə məftili" yığımları kimi alt yığımlar istehsal edir və maksimum elastiklik və çox yönlülük üçün USP femtosaniyə lazeri və femtosaniyə və lif lazerləri daxil olmaqla ən son hibrid sistemlərdən birini özündə birləşdirən bir maşından istifadə edir.
Uzun illərdir ki, lazer mikroemalın əksəriyyəti DPSS lazerləri adlanan bərk hallı nanosaniyəli lazerlərdən istifadə etməklə həyata keçirilir. Lakin, bu, indi iki tamamilə fərqli və buna görə də bir-birini tamamlayan lazer növünün inkişafı sayəsində tamamilə dəyişib. Əvvəlcə telekommunikasiya üçün hazırlanmış lifli lazerlər bir çox sənayedə, tez-tez yaxın infraqırmızı dalğa uzunluqlarında, iş atının material emalı lazerlərinə çevrilib. Onun uğurunun səbəbləri sadə arxitekturası və sadə güc miqyaslılığındadır. Bu, kompakt, yüksək etibarlı və ixtisaslaşmış maşınlara inteqrasiyası asan olan və ümumiyyətlə köhnə lazer növlərinə nisbətən daha aşağı mülkiyyət dəyəri təklif edən lazerlərə gətirib çıxarır. Mikroemalın əsas məqsədi çıxış şüasını diametri cəmi bir neçə mikron olan kiçik, təmiz bir nöqtəyə yönəltməkdir, buna görə də onlar yüksək qətnaməli kəsmə, qaynaq və qazma üçün idealdır. Onların çıxışları da çox çevik və idarəolunandır, impuls sürətləri tək atışdan 170 kHz-ə qədər dəyişir. Ölçülən güclə yanaşı, bu, sürətli kəsmə və qazma işlərini dəstəkləyir.
Lakin, mikroemalda lif lazerlərinin potensial çatışmazlığı kiçik hissələrin və/və ya nazik, həssas hissələrin emalıdır. Uzun (məsələn, 50 µs) impuls müddətləri yenidən tökmə materialı və kiçik kənar pürüzlülüyü kimi az miqdarda istilik təsir zonasına (HAZ) səbəb olur ki, bu da bəzi sonrakı emal tələb edə bilər. Xoşbəxtlikdən, femtosaniyə çıxış impulslarına malik daha yeni lazerlər - ultraqısa impulslu (USP) lazerlər - HAZ problemini aradan qaldırır.
USP lazerlərində kəsmə və ya qazma prosesi ilə əlaqəli əlavə istiliyin çox hissəsi ətrafdakı materiala yayılmağa vaxt tapmadan atılan zibillərdə aparılır. Pikosaniyəli çıxışa malik USP lazerləri uzun müddətdir ki, plastiklər, yarımkeçiricilər, keramika və müəyyən metallar (pikosaniyələr = 10-12 saniyə) ilə əlaqəli mikromexaniki tətbiqlərdə istifadə olunur. Lakin insan saçı ölçüsündə sütunları olan metal cihazlar üçün metalın yüksək istilik keçiriciliyi və kiçik ölçüsü o deməkdir ki, pikosaniyəli lazerlər həmişə əvvəlki USP lazerlərinin artan qiymətini əsaslandıracaq təkmilləşdirilmiş nəticələr vermir. Bu, indi sənaye dərəcəli femtosaniyəli lazerlərin (femtosaniyələr = 10-15 saniyə) meydana gəlməsi ilə dəyişib. Buna misal olaraq Coherent Inc.-in Monako lazer seriyasını göstərmək olar. Lif lazerləri kimi, onların çıxışı da yaxın infraqırmızı işıqdır, yəni paslanmayan polad, platin, qızıl, maqnezium, kobalt-xrom, titan və daha çox daxil olmaqla tibbi cihazlarda istifadə olunan bütün metalları, eləcə də qeyri-metalları kəsə və ya qaza bilərlər. Qısa impuls müddəti və aşağı impulsların birləşməsi... İmpuls enerjisi istilik zədələnməsinin (HAZ) qarşısını alır, yüksək (MHz) təkrarlanma sürəti bir çox yüksək dəyərli tibbi cihazlar üçün səmərəli ötürmə sürətini təmin edir.
Əlbəttə ki, sənayemizdə demək olar ki, heç kimin yalnız bir lazerə ehtiyacı yoxdur. Bunun əvəzinə, onların lazer əsaslı bir maşına ehtiyacı var və hazırda tibbi cihazların kəsilməsi və qazılması üçün optimallaşdırılmış bir çox ixtisaslaşmış maşın var. Buna misal olaraq, Coherent-in StarCut Tube seriyasını göstərmək olar ki, bu da lif lazerləri, femtosaniyə lazerləri və ya hər iki lazer növünü özündə birləşdirən hibrid versiya kimi istifadə edilə bilər.
Tibbi cihazların ixtisaslaşması nə deməkdir? Bu cihazların əksəriyyəti xüsusi dizaynlara əsasən məhdud sayda istehsal olunur. Buna görə də, çeviklik və istifadə rahatlığı əsas mülahizələrdir. Bir çox cihaz kötüklərdən istehsal olunsa da, bəzi komponentlər düz kötüklərdən dəqiq işlənməlidir; eyni maşın dəyərini maksimum dərəcədə artırmaq üçün hər ikisini idarə etməlidir. Bu ehtiyaclar adətən çoxoxlu CNC idarə olunan (xyz və fırlanan) hərəkət və sadə proqramlaşdırma və idarəetmə üçün istifadəçi dostu HMI təmin etməklə ödənilir. StarCut Tube vəziyyətində, yeni boru yükləmə modulu seçimi 3 m uzunluğuna qədər borular üçün yan yükləmə jurnalı (StarFeed adlanır) və kəsilmiş məhsullar üçün çeşidləyici ilə birlikdə tam avtomatlaşdırılmış istehsala imkan verir.
Bu maşınların proses elastikliyi yaş və quru kəsmə dəstəyi və köməkçi qaz tələb edən proseslər üçün asanlıqla tənzimlənən çatdırılma burunları ilə daha da artırılır. Məkan qətnaməsi çox kiçik hissələrin emalı üçün də xüsusilə vacibdir, bu da termomekanik sabitliyin tez-tez dəzgah sexlərində rast gəlinən vibrasiyanın təsirlərini aradan qaldırdığı deməkdir. StarCut Tube çeşidi bütün kəsmə göyərtəsini çox sayda qranit elementlə quraraq bu ehtiyacı ödəyir.
NPX Medical, tibbi cihaz istehsalçılarına dizayn, mühəndislik və dəqiq lazer kəsmə xidmətləri göstərən kifayət qədər yeni bir müqavilə istehsalçısıdır. 2019-cu ildə qurulan şirkət, stentlər, implantlar, klapan stentləri və çevik çatdırılma boruları da daxil olmaqla, eyni dərəcədə müxtəlif cərrahi prosedurlar üçün geniş çeşiddə cihazları dəstəkləyərək, sənayedə keyfiyyətli məhsullar və cavabdehlik üçün bir nüfuz qazanmışdır. Neyrovaskulyar, ürək, böyrək, onurğa, ortopedik, ginekoloji və mədə-bağırsaq cərrahiyyəsi də daxil olmaqla müdaxilələr. Onun əsas lazer kəsicisi orta gücü 200 vatt olan StarFiber 320FC olan StarCut Tube 2+2-dir. NPX-in təsisçilərindən biri olan Mayk Brenzel izah etdi ki, "təsisçilər illərlə tibbi cihaz dizaynı və istehsal təcrübəsi gətirirlər - ümumilikdə 90 ildən çox", lif lazerlərindən istifadə edən StarCut kimi maşınlarla əvvəlki təcrübəsi ilə. İşlərimizin çox hissəsi Nitinol kəsmə ilə bağlıdır və biz artıq bilirik ki, lif lazerləri bizə lazım olan sürəti və keyfiyyəti təmin edə bilər. Qalın divarlı borular və ürək klapanları kimi cihazlar üçün sürətə ehtiyacımız var və USP lazeri ehtiyaclarımız üçün çox yavaş ola bilər. Bundan əlavə yüksək həcmli istehsal sifarişlərinə qədər – biz kiçik hissələr üzrə ixtisaslaşmışıq – cəmi 5 ilə 150 ​​ədəd arasında – məqsədimiz dizayn, proqramlaşdırma, kəsmə, formalaşdırma, sonrakı emal və yoxlama da daxil olmaqla bu kiçik hissəli təmir işlərini bir neçə gün ərzində tamamlamaqdır ki, bu da daha böyük şirkətlər üçün sifariş verildikdən sonrakı həftələrlə müqayisədə daha azdır.” Brenzel sürətdən əlavə, maşının etibarlılığını əsas üstünlük kimi qeyd etdi və son 18 ay ərzində demək olar ki, fasiləsiz işləmə müddətində tək bir xidmət çağırışı tələb etmədi.
Şəkil 2. NPX müxtəlif sonrakı emal variantları təklif edir. Burada göstərilən material 5 mm OD və 0,254 mm divar qalınlığına malik T316 paslanmayan poladdır. Sol hissə kəsilib/mikroblasting edilib, sağ hissə isə elektrocilalanıb.
Nitinol hissələrinə əlavə olaraq, şirkət kobalt-xrom ərintilərindən, tantal ərintilərindən, titan ərintilərindən və bir çox növ tibbi paslanmayan poladdan da geniş istifadə edir. Lazer emalı üzrə menecer Jeff Hansen izah edir: “Maşın elastikliyi boru və düz də daxil olmaqla çox müxtəlif materialların kəsilməsini dəstəkləməyə imkan verən digər vacib bir üstünlükdür. Şüanı 20 mikronlu bir nöqtəyə qədər fokuslaya bilərik ki, bu da daha çox insan üçün faydalıdır. Nazik borular çox faydalıdır. Bu boruların bəzilərinin ölçüsü cəmi 0,012 düymdür və ən son lif lazerlərinin pik gücünün orta gücə yüksək nisbəti istənilən kənar keyfiyyətini təmin edərkən kəsmə sürətimizi maksimum dərəcədə artırır. Xarici diametri 1 düymə qədər olan daha böyük məhsulların sürətinə mütləq ehtiyacımız var.”
Dəqiq kəsmə və sürətli reaksiya ilə yanaşı, NPX həmçinin sənayedəki geniş təcrübəsindən istifadə edən hərtərəfli dizayn xidmətləri ilə yanaşı, sonrakı emal texnologiyalarının tam çeşidini təklif edir. Bu üsullara elektrocilalama, qumlama, turşulama, lazer qaynağı, istilik tənzimləməsi, formalaşdırma, passivləşdirmə, Af temperaturu sınağı və yorğunluq sınağı daxildir ki, bunların hamısı Nitinol cihazının istehsalı üçün əsasdır. Brenzel kənarların işlənməsini idarə etmək üçün sonrakı emaldan istifadənin "adətən yüksək yorğunluqlu və ya aşağı yorğunluqlu tətbiqdən danışdığımızdan asılıdır" dedi. Məsələn, ürək qapağı kimi yüksək yorğunluqlu bir hissə sonrakı emal kimi ömrü boyu milyard dəfə əyilə bilər. Bir addım olaraq, bütün kənarların radiusunu artırmaq üçün qumlamadan istifadə etmək vacibdir. Lakin çatdırılma sistemləri və ya istiqamətləndirici məftillər kimi aşağı yorğunluqlu komponentlər çox vaxt geniş sonrakı emal tələb etmir. Brenzel izah edir ki, dizayn təcrübəsi baxımından hazırda müştərilərin dörddə üçü FDA təsdiqini almaq üçün NPX-in köməyindən və bacarıqlarından yararlanmaq üçün dizayn xidmətlərindən istifadə edir. Şirkət qısa müddət ərzində "salfet eskizi" konsepsiyasını son formada məhsula çevirməkdə çox yaxşıdır.
Motion Dynamics (Fruitport, MI) şirkəti, nə qədər mürəkkəb və ya qeyri-mümkün görünsə də, müştəri problemlərini ən qısa müddətdə həll etmək məqsədi daşıyan xüsusi miniatür yaylar, tibbi spirallar və məftil yığımları istehsalçısıdır. Tibbi cihazlarda, əsasən, "çəkmə məftil" yığımları da daxil olmaqla, idarə olunan kateter cihazları kimi tətbiqlər üçün yüksək keyfiyyətli məftil yığımlarının dizaynı, istehsalı və yığılması da daxil olmaqla, neyrovaskulyar cərrahiyyə üçün mürəkkəb yığımlara diqqət yetirir.
Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, lif və ya USP lazerinin seçimi mühəndislik seçimindən, eləcə də dəstəklənən avadanlıq və proseslərin növündən asılıdır. Motion Dynamics şirkətinin prezidenti Kris Uitham izah etdi: “Neyrovaskulyar məhsullara yüksək dərəcədə diqqət yetirən bir biznes modelinə əsaslanaraq, dizayn, icra və xidmətdə fərqli nəticələr əldə edə bilərik. Yalnız daxili istifadə etdiyimiz komponentləri istehsal etmək üçün lazer kəsimindən istifadə edirik. , ixtisasımıza və nüfuzumuza çevrilmiş yüksək dəyərli, “çətin” komponentləri istehsal etmək üçün; lazer kəsimini müqavilə xidməti kimi təklif etmirik. Müəyyən etdik ki, həyata keçirdiyimiz əksər lazer kəsimləri ən yaxşı şəkildə USP lazerləri ilə aparılır və illərdir ki, bu lazerlərdən biri ilə StarCut Borusundan istifadə edirəm. Məhsullarımıza olan güclü tələbat səbəbindən gündə iki 8 saatlıq, bəzən hətta üç növbəli növbəmiz var və 2019-cu ildə bu böyüməni dəstəkləmək üçün başqa bir StarCut Boru əldə etməliyik. Lakin bu dəfə femtosaniyəlik USP lazerləri və lif lazerlərinin yeni hibrid modellərindən birini seçməyə qərar verdik. Həmçinin onu StarFeed ilə də birləşdirdik. yükləmə/boşaltma cihazı vasitəsilə kəsmə prosesini tam avtomatlaşdıra bildik – operator sadəcə boşluğu qoydu. Boru qidalandırıcıya yüklənir və məhsul üçün proqram təminatı işə salınır.
Şəkil 3. Bu elastik paslanmayan poladdan hazırlanmış boru (qələm silgisinin yanında göstərilib) Monako femtosaniyə lazeri ilə kəsilib.
Witham əlavə edir ki, onlar bəzən bu dəzgahı yastı kəsmə üçün istifadə etsələr də, vaxtlarının 95%-dən çoxunu idarə olunan kateter yığımları üçün silindrik məhsulların, yəni hipotubların, spiralların və spiralların, o cümlədən profilli ucların və kəsilmiş dəliklərin kəsilməsinin yaradılmasına və ya dəyişdirilməsinə sərf edirlər. Bu komponentlər nəticədə anevrizmanın təmiri və trombun çıxarılması kimi prosedurlarda istifadə olunur. Bu, paslanmayan polad, təmiz qızıl, platin və nitinol da daxil olmaqla müxtəlif metallarda lazer kəsicilərin istifadəsini tələb edir.
Şəkil 4. Motion Dynamics həmçinin lazer qaynağından geniş istifadə edir. Yuxarıda, bobin lazerlə kəsilmiş boruya qaynaq edilmişdir.
Lazer seçimləri hansılardır? Witham izah etdi ki, əla kənar keyfiyyəti və minimal kerflər komponentlərinin əksəriyyəti üçün vacibdir, buna görə də əvvəlcə USP lazerlərinə üstünlük verdilər. Bundan əlavə, şirkətin istifadə etdiyi materialların heç biri, o cümlədən bəzi məhsullarında radiopaq markerlər kimi istifadə olunan kiçik qızıl komponentlər, bu lazerlərdən biri ilə kəsilə bilməz. Lakin o əlavə etdi ki, lif lazerləri və USP-lər də daxil olmaqla yeni hibrid seçimlər onlara sürət/kənar keyfiyyəti məsələlərini optimallaşdırmaqda daha çox rahatlıq verir. "Şübhəsiz ki, lif optikası daha yüksək sürət təmin edə bilər", - deyə o bildirib. "Lakin xüsusi tətbiq istiqamətimizə görə bu, adətən kimyəvi və ultrasəs təmizləmə və ya elektrocilalama kimi bir növ sonrakı emal deməkdir. Beləliklə, hibrid maşının olması bizə hər bir komponent üçün hansı ümumi prosesi - tək USP və ya lif və sonrakı emal - optimal olduğunu seçməyə imkan verir. Bu, eyni komponentin hibrid emal imkanlarını, xüsusən də daha böyük diametrlərin və divar qalınlığının iştirak etdiyi yerlərdə araşdırmağa imkan verir: hətta lif lazerləri ilə sürətli kəsmə, Sonra incə kəsmə üçün femtosaniyə lazerindən istifadə edin." O, USP lazerinin onların ilk seçimi olaraq qalacağını gözləyir, çünki lazer kəsimlərinin əksəriyyəti 4 ilə 6 min arasında divar qalınlığı ilə işləyir, baxmayaraq ki, onlar 1-20 min arasında divar qalınlığı ilə qarşılaşırlar.
Nəticə olaraq, lazer kəsmə və qazma müxtəlif tibbi cihazların istehsalında əsas proseslərdir. Bu gün əsas lazer texnologiyasındakı irəliləyişlər və sənayenin xüsusi ehtiyacları üçün konfiqurasiya edilmiş yüksək dərəcədə optimallaşdırılmış maşınlar sayəsində bu proseslərdən istifadə etmək daha asandır və əvvəlkindən daha yaxşı nəticələr verir.