Dizze webside wurdt eksploitearre troch ien of mear bedriuwen dy't eigendom binne fan Informa PLC en alle auteursrjochten binne eigendom fan harren. It registrearre kantoar fan Informa PLC is 5 Howick Place, Londen SW1P 1WG. Registrearre yn Ingelân en Wales. Nûmer 8860726.
Tsjintwurdich wurdt hast alle presyzjelasersnijden fan metalen en net-metalen útfierd mei ark dy't foarsjoen binne fan glêstriedlasers of ultrakoarte puls (USP) lasers, of soms beide. Yn dit artikel sille wy de ferskate foardielen fan 'e twa lasers útlizze en sjen hoe't beide fabrikanten dizze lasers brûke. NPX Medical (Plymouth, MN) is in kontraktspesjalistyske ferwurkingsbedriuw dat in ferskaat oan apparaten en ynsetark produseart, lykas stents, ymplantaten en fleksibele slangen, mei help fan masines dy't glêstriedlasers yntegrearje. Motion Dynamics produseart subassemblages, lykas "lûkdraad"-assemblages dy't benammen brûkt wurde yn neurology, mei help fan in masine dy't in USP femtosekondelaser en ien fan 'e lêste hybride systemen omfettet, ynklusyf femtosekonde- en glêstriedlasers foar maksimale fleksibiliteit en alsidichheid.
Jierrenlang is it measte lasermikrobewerking útfierd mei fêste-steat nanosekondelasers, DPSS-lasers neamd. Dit is lykwols no folslein feroare troch de ûntwikkeling fan twa folslein ferskillende, en dêrom komplementêre, lasertypen. Oarspronklik ûntwikkele foar telekommunikaasje, binne glêstriedlasers yn in protte yndustryen ûntwikkele ta wurkhyndermateriaalferwurkingslasers, faak op hast-ynfrareade golflingten. De redenen foar it súkses lizze yn 'e ienfâldige arsjitektuer en ienfâldige skalberens fan krêft. Dit resulteart yn lasers dy't kompakt, heul betrouber en maklik te yntegrearjen binne yn spesjalisearre masines, en oer it algemien legere eigendomskosten biede as âldere lasertypen. Wichtich foar mikrobewerking is dat de útfierstriel kin wurde rjochte op in lytse, skjinne plak fan mar in pear mikron yn diameter, sadat se ideaal binne foar snijden, lassen en boarjen mei hege resolúsje. Harren útfier is ek heul fleksibel en kontrolearber, mei pulsraten fariearjend fan ien skot oant 170 kHz. Tegearre mei skalberbere krêft stipet dit fluch snijden en boarjen.
In potinsjeel neidiel fan glêstriedlasers yn mikrobewerking is lykwols it bewurkjen fan lytse funksjes en/of tinne, delikate ûnderdielen. Lange (bygelyks 50 µs) pulsduer resultearje yn in lytse hoemannichte waarmte-beynfloede sône (HAZ) lykas opnij getten materiaal en lytse rânerûchheid, wat miskien wat neiferwurking fereasket. Gelokkich eliminearje nijere lasers - ultrakoarte puls (USP) lasers mei femtosekonde útfierpulsen - it HAZ-probleem.
Mei USP-lasers wurdt it measte fan 'e ekstra waarmte dy't ferbûn is mei it snij- of boarproses fuortfierd yn it útstoten pún foardat it tiid hat om te fersprieden yn it omlizzende materiaal. USP-lasers mei pikosekondenútfier wurde al lang brûkt yn mikrobewerkingstapassingen wêrby't plestik, heallieders, keramyk en bepaalde metalen belutsen binne (pikosekonden = 10-12 sekonden). Mar foar metalen apparaten mei pylders de grutte fan in minsklik hier, betsjutte de hege termyske gelieding en lytse grutte fan it metaal dat pikosekondenlasers net altyd de ferbettere resultaten leverje dy't de ferhege kosten fan eardere USP-lasers rjochtfeardigje soene. Dit is no feroare mei de komst fan femtosekondenlasers fan yndustriële kwaliteit (femtosekonden = 10-15 sekonden). In foarbyld is de Monaco-searje lasers fan Coherent Inc.. Lykas glêstriedlasers is har útfier tichtby ynfraread ljocht, wat betsjut dat se alle metalen kinne snije of boarje dy't brûkt wurde yn medyske apparaten, ynklusyf roestfrij stiel, platina, goud, magnesium, kobalt-chromium, titanium en mear, lykas ek net-metalen. Wylst de kombinaasje fan koarte pulsduer en lege puls enerzjy foarkomt termyske skea (HAZ), de hege (MHz) werhellingsfrekwinsje soarget foar kosten-effektive trochfiersnelheden foar in protte medyske apparaten fan hege wearde.
Fansels hat hast nimmen yn ús sektor mar ien laser nedich. Ynstee dêrfan hawwe se in laser-basearre masine nedich, en d'r binne no in protte spesjalisearre masines dy't optimalisearre binne foar it snijen en boarjen fan medyske apparaten. In foarbyld is de StarCut Tube-searje fan Coherent, dy't brûkt wurde kin mei glêstriedlasers, femtosekondelasers, of as in hybride ferzje dy't beide lasertypen omfettet.
Wat betsjut spesjalisaasje yn medyske apparaten? De measte fan dizze apparaten wurde produsearre yn beheinde batches basearre op oanpaste ûntwerpen. Dêrom binne fleksibiliteit en gebrûksgemak wichtige oerwagings. Wylst in protte apparaten wurde makke fan billets, moatte guon komponinten presyzje-bewurke wurde fan platte billets; deselde masine moat beide behannelje om syn wearde te maksimalisearjen. Oan dizze behoeften wurdt meastentiids foldien troch it leverjen fan multi-assige CNC-kontroleare (xyz en rotearjende) beweging en in brûkerfreonlike HMI foar ienfâldige programmearring en kontrôle. Yn it gefal fan StarCut Tube komt in nije opsje foar it laden fan buizen mei in sydlaadmagazyn (StarFeed neamd) foar buizen oant 3 m lang en in sortearder foar snijprodukten, wêrtroch folslein automatisearre produksje mooglik is.
De prosesfleksibiliteit fan dizze masines wurdt fierder ferbettere troch stipe foar wiet en droech snijden en maklik ferstelbere leveringsdûsen foar prosessen dy't helpgas nedich binne. Romtlike resolúsje is ek benammen wichtich foar it ferwurkjen fan heul lytse ûnderdielen, wat betsjut dat termomechanyske stabiliteit de effekten fan trilling elimineert dy't faak yn masinewinkels tsjinkomme. De StarCut Tube-searje foldocht oan dizze need troch it heule snijdek te bouwen mei in grut oantal graniten eleminten.
NPX Medical is in frij nije kontraktfabrikant dy't ûntwerp-, yngenieurs- en presyzjelasersnijtsjinsten leveret oan fabrikanten fan medyske apparaten. Oprjochte yn 2019, hat it bedriuw in reputaasje opboud yn 'e sektor foar kwaliteitsprodukten en responsiviteit, en stipet in breed oanbod fan apparaten, ynklusyf stents, ymplantaten, klepstents en fleksibele leveringsbuizen foar ferlykbere ferskate sjirurgyske prosedueres, ynklusyf neurovaskulêre, hert-, nier-, rêchbonke-, ortopedyske, gynekologyske en gastrointestinale sjirurgy. De wichtichste lasersnijder is de StarCut Tube 2+2Â mei in StarFiber 320FC mei in gemiddelde krêft fan 200 watt. Mike Brenzel, ien fan 'e oprjochters fan NPX, ferklearre dat "de oprjochters jierrenlange ûnderfining mei it ûntwerpen en produsearjen fan medyske apparaten meibringe - mear as 90 jier yn totaal", mei eardere ûnderfining mei StarCut-achtige masines mei glêstriedlasers. In protte fan ús wurk omfettet Nitinol-snijden en wy witte al dat glêstriedlasers de snelheid en kwaliteit kinne leverje dy't wy nedich binne. Foar apparaten lykas dikwandige buizen en hertkleppen hawwe wy snelheid nedich, en de USP-laser kin te stadich wêze foar ús behoeften. Neist produksjeopdrachten foar hege folume - wy binne spesjalisearre yn lytse partijen ûnderdielen - mar tusken de 5 en 150 stikken - ús doel is om dizze lytse batch-omkeartiden yn mar in pear dagen te foltôgjen, ynklusyf ûntwerp, programmearring, snijden, foarmjen, neiferwurking en ynspeksje, yn ferliking mei de wiken nei't in bestelling pleatst is foar gruttere bedriuwen. ”Neist it neamen fan snelheid neamde Brenzel de betrouberens fan 'e masine as in grut foardiel, om't der yn 'e ôfrûne 18 moannen fan hast trochgeande operaasje gjin ienige serviceoprop nedich wie.
Figuer 2. NPX biedt in ferskaat oan neiferwurkingsopsjes. It materiaal dat hjir werjûn wurdt is T316 roestfrij stiel mei in bûtendiameter fan 5 mm en in wanddikte fan 0,254 mm. It lofter diel is snien/mikrostraald en it rjochter diel is elektropoleare.
Neist nitinol-ûnderdielen makket it bedriuw ek wiidweidich gebrûk fan kobalt-chromiumlegeringen, tantaallegeringen, titaniumlegeringen en in protte soarten medyske roestfrij stiel. Jeff Hansen, Laser Processing Manager, ferklearret: "Masinefleksibiliteit is in oare wichtige troef, wêrtroch wy it snijden fan in heul ferskaat oanbod fan materialen kinne stypje, ynklusyf buis- en flak. Wy kinne de striel rjochtsje op in plak fan 20 mikron, wat nuttich is foar mear Tinne buizen binne heul nuttich. Guon fan dizze buizen binne mar 0,012″ ID, en de hege ferhâlding fan pykfermogen oant gemiddelde krêft fan 'e lêste glêstriedlasers maksimalisearret ús snijsnelheid, wylst wy noch altyd de winske rânekwaliteit leverje. Wy hawwe absolút de snelheid fan gruttere produkten nedich mei in bûtenste diameter fan maksimaal 1 inch."
Neist presys snijden en rappe reaksje biedt NPX ek in folslein oanbod fan neiferwurkingstechnologyen, lykas wiidweidige ûntwerptsjinsten dy't gebrûk meitsje fan har wiidweidige ûnderfining yn 'e sektor. Dizze techniken omfetsje elektropolearjen, sânstralen, beitsjen, laserlassen, waarmte-ynstelling, foarmjen, passivearjen, Af-temperatuertesten en wurgenstesten, allegear essensjeel foar de fabrikaazje fan Nitinol-apparaten. It brûken fan neiferwurking om de rânefinish te kontrolearjen, sei Brenzel, "hinget meastentiids ôf fan oft wy it hawwe oer in applikaasje mei hege of lege wurgens. Bygelyks, in ûnderdiel mei hege wurgens lykas in hertklep kin in miljard kear bûge yn syn libbensdoer as neiferwurking. As stap is it wichtich om sânstralen te brûken om de radius fan alle rânen te fergrutsjen. Mar komponinten mei lege wurgens lykas leveringssystemen of liedingsdraden fereaskje faak gjin wiidweidige neiferwurking." Wat ûntwerpekspertize oanbelanget, leit Brenzel út, binne der no wol trijekwart fan 'e kliïnten dy't har ûntwerptsjinsten ek brûke om gebrûk te meitsjen fan 'e help en feardigens fan NPX by it krijen fan FDA-goedkarring. It bedriuw is tige goed yn it omsette fan it "servetskets"-konsept yn in produkt yn syn definitive foarm yn in koarte perioade.
Motion Dynamics (Fruitport, MI) is in fabrikant fan oanpaste miniatuerfearren, medyske spoelen en trieddassemblages waans missy is om klantproblemen op te lossen, hoe kompleks of skynber ûnmooglik ek, yn 'e koartste mooglike tiid. Yn medyske apparaten leit it benammen de klam op komplekse assemblages foar neurovaskulêre sjirurgy, ynklusyf it ûntwerp, de produksje en de gearstalling fan trieddassemblages fan hege kwaliteit foar tapassingen lykas stjoerbere katheterapparaten, ynklusyf "lûktried"-assemblages.
Lykas earder neamd, is de kar foar glêstried- of USP-laser in kwestje fan technyske foarkar, lykas it type apparatuer en prosessen dy't stipe wurde. Chris Witham, presidint fan Motion Dynamics, ferklearre: "Op basis fan in bedriuwsmodel dat tige rjochte is op neurovaskulêre produkten, kinne wy ​​differinsjearre resultaten leverje yn ûntwerp, útfiering en tsjinst. Wy brûke allinich lasersnijden om de komponinten te produsearjen dy't wy yn eigen hûs brûke, om de weardefolle, "drege" komponinten te produsearjen dy't ús spesjaliteit en reputaasje wurden binne; wy biede gjin lasersnijden oan as in kontrakttsjinst. Wy hawwe ûntdutsen dat de measte lasersnijdingen dy't wy útfiere it bêste dien wurde mei USP-lasers, en ik brûk al jierren in StarCut Tube mei ien fan dizze lasers. Fanwegen de sterke fraach nei ús produkten hawwe wy twa skiften fan 8 oeren deis, soms sels trije skiften, en yn 2019 moatte wy in oare StarCut Tube oanskaffe om dizze groei te stypjen. Mar dizze kear hawwe wy besletten om te gean mei ien fan 'e nije hybride modellen fan femtosekonde USP-lasers en glêstriedlasers. Wy hawwe it ek keppele oan in StarFeed loader/unloader, sadat wy koe it snijden folslein automatisearje - de operator die gewoan de lege buis. De buis wurdt yn 'e feeder laden en it softwareprogramma foar it produkt wurdt starte.
Figuer 3. Dizze fleksibele roestfrij stielen leveringsbuis (werjûn neist in potleadgum) is snien mei in Monaco femtosekonde laser.
Witham foeget ta dat, hoewol se de masine sa no en dan brûke foar flak snijden, mear as 95 prosint fan har tiid bestege wurdt oan it meitsjen of oanpassen fan silindryske produkten foar har stjoerbere katheterassemblages, nammentlik hypotubes, spoelen en spiralen, ynklusyf it snijden fan profilearre tips en snijgatten. Dizze komponinten wurde úteinlik brûkt yn prosedueres lykas aneurysma-reparaasje en trombusferwidering. Dit fereasket it gebrûk fan lasersnijders op in ferskaat oan metalen, ynklusyf roestfrij stiel, suver goud, platina en nitinol.
Figuer 4. Motion Dynamics brûkt ek laserlassen op grutte skaal. Hjirboppe is de spoel oan 'e lasersnien buis lassen.
Wat binne de laseropsjes? Witham ferklearre dat poerbêste rânekwaliteit en minimale kerfs kritysk binne foar de measte fan har komponinten, dus se joegen yn earste ynstânsje de foarkar oan USP-lasers. Derneist kin gjin fan 'e materialen dy't it bedriuw brûkt wurde troch ien fan dizze lasers snien wurde, ynklusyf de lytse gouden komponinten dy't brûkt wurde as radiopake markers yn guon fan har produkten. Mar hy foege ta dat nije hybride opsjes, ynklusyf glêstriedlasers en USP's, har mear fleksibiliteit jouwe by it optimalisearjen fan snelheid/rânekwaliteitsproblemen. "Der is gjin twifel dat glêstriedoptyk hegere snelheden kin leverje," sei hy. "Mar fanwegen ús spesifike tapassingsfokus betsjut dit meastentiids in soarte fan neiferwurking, lykas gemyske en ultrasone reiniging of elektropolearjen. Dat it hawwen fan in hybride masine lit ús kieze hokker algemiene proses - allinich USP of glêstried en neiferwurking - optimaal is foar elke komponint. It lit ús de mooglikheid ûndersykje fan hybride ferwurking fan deselde komponint, foaral wêr't gruttere diameters en wanddikten belutsen binne: sels rap snijden mei glêstriedlasers, Brûk dan in femtosekondelaser foar fyn snijden." Hy ferwachtet dat de USP-laser harren earste kar bliuwe sil, om't de measte fan harren lasersnijdingen wanddikten tusken 4 en 6 tûzen tûzen omfetsje, hoewol se wanddikten tsjinkomme dy't fariearje fan 1-20 tûzen tûzen. RVS-pipen tusken tûzen tûzen.
Konklúzjend, lasersnijden en boarjen binne wichtige prosessen yn 'e produksje fan ferskate medyske apparaten. Tsjintwurdich, tanksij foarútgong yn kearnlasertechnology en heech optimalisearre masines dy't konfigurearre binne foar de spesifike behoeften fan 'e yndustry, binne dizze prosessen makliker te brûken en leverje se bettere resultaten as ea earder.