Այս կայքը շահագործվում է Informa PLC-ին պատկանող մեկ կամ մի քանի բիզնեսների կողմից, և բոլոր հեղինակային իրավունքները պատկանում են նրանց: Informa PLC-ի գրանցված գրասենյակը գտնվում է հետևյալ հասցեով՝ 5 Howick Place, London SW1P 1WG: Գրանցված է Անգլիայում և Ուելսում: Համար՝ 8860726:
Այսօր մետաղների և ոչ մետաղների գրեթե բոլոր ճշգրիտ լազերային կտրվածքները կատարվում են մանրաթելային լազերներով կամ գերկարճ իմպուլսային (USP) լազերներով, կամ երբեմն երկուսով էլ հագեցած գործիքների միջոցով: Այս հոդվածում մենք կբացատրենք երկու լազերների տարբեր առավելությունները և կտեսնենք, թե ինչպես են երկու արտադրողներն էլ օգտագործում այս լազերները: NPX Medical-ը (Պլիմութ, Մինեսոտա) պայմանագրային մասնագիտացված վերամշակման ընկերություն է, որը արտադրում է բազմազան սարքեր և տեղակայման գործիքներ, ինչպիսիք են ստենտները, իմպլանտները և ճկուն խողովակները՝ օգտագործելով մանրաթելային լազերներ ներառող մեքենաներ: Motion Dynamics-ը արտադրում է ենթահավաքվածքներ, ինչպիսիք են «քաշող մետաղալար» հավաքույթները, որոնք հիմնականում օգտագործվում են նյարդաբանության մեջ, օգտագործելով մի մեքենա, որը ներառում է USP ֆեմտովայրկյանային լազեր և ամենաժամանակակից հիբրիդային համակարգերից մեկը, ներառյալ ֆեմտովայրկյանային և մանրաթելային լազերները՝ առավելագույն ճկունության և բազմակողմանիության համար:
Տարիներ շարունակ լազերային միկրոմեքենիզացիայի մեծ մասը կատարվել է DPSS լազերներ կոչվող պինդ վիճակի նանովայրկյանային լազերների միջոցով: Այնուամենայնիվ, սա այժմ ամբողջությամբ փոխվել է երկու բոլորովին տարբեր և, հետևաբար, միմյանց լրացնող լազերային տեսակների մշակման շնորհիվ: Սկզբնապես հեռահաղորդակցության համար մշակված մանրաթելային լազերները շատ ոլորտներում վերածվել են աշխատանքային նյութերի մշակման լազերների, հաճախ մոտ-ինֆրակարմիր ալիքի երկարություններում: Դրա հաջողության պատճառները կայանում են դրա պարզ ճարտարապետության և հզորության պարզ մասշտաբայնության մեջ: Սա հանգեցնում է լազերների, որոնք կոմպակտ են, բարձր հուսալիությամբ և հեշտությամբ ինտեգրվում են մասնագիտացված մեքենաների մեջ, և ընդհանուր առմամբ առաջարկում են ավելի ցածր սեփականության արժեք, քան լազերների հին տեսակները: Միկրոմեքենիզացիայի համար կարևոր է այն, որ ելքային ճառագայթը կարող է կենտրոնացվել ընդամենը մի քանի միկրոն տրամագծով փոքր, մաքուր կետի վրա, ուստի դրանք իդեալական են բարձր թույլտվությամբ կտրման, եռակցման և հորատման համար: Դրանց ելքային ազդանշանները նույնպես շատ ճկուն և կառավարելի են՝ մեկ կրակոցից մինչև 170 կՀց իմպուլսային հաճախականությամբ: Մասշտաբայն հզորության հետ մեկտեղ, սա աջակցում է արագ կտրմանը և հորատմանը:
Այնուամենայնիվ, միկրոմեքենայացման մեջ մանրաթելային լազերների հնարավոր թերությունը փոքր տարրերի և/կամ բարակ, նուրբ մասերի մշակումն է: Երկար (օրինակ՝ 50 մկվրկ) իմպուլսային տևողությունները հանգեցնում են ջերմային ազդեցության գոտու (HAZ) փոքր քանակի, ինչպիսիք են վերամշակված նյութը և եզրերի փոքր կոպտությունը, ինչը կարող է պահանջել որոշակի հետմշակում: Բարեբախտաբար, ավելի նոր լազերները՝ գերկարճ իմպուլսային (USP) լազերները ֆեմտովայրկյանային ելքային իմպուլսներով, վերացնում են HAZ խնդիրը:
USP լազերների դեպքում կտրման կամ հորատման գործընթացի հետ կապված լրացուցիչ ջերմության մեծ մասը տարվում է արտանետվող բեկորների մեջ, նախքան այն ժամանակ կունենա ցրվելու շրջակա նյութի մեջ։ Պիկովարկյանային ելքով USP լազերները վաղուց օգտագործվել են միկրոմեքենայացման կիրառություններում, որոնք ներառում են պլաստմասսաներ, կիսահաղորդիչներ, կերամիկա և որոշակի մետաղներ (պիկովարկյաններ = 10-12 վայրկյան)։ Սակայն մարդու մազի չափի սյուներ ունեցող մետաղական սարքերի համար մետաղի բարձր ջերմահաղորդականությունը և փոքր չափը նշանակում են, որ պիկովարկյանային լազերները միշտ չէ, որ ապահովում են բարելավված արդյունքներ, որոնք կարդարացնեին USP լազերների նախկին գնի աճը։ Այժմ սա փոխվել է արդյունաբերական կարգի ֆեմտովայրկյանային լազերների ի հայտ գալով (ֆեմտովայրկյան = 10-15 վայրկյան)։ Օրինակ է Coherent Inc.-ի Monaco լազերների շարքը։ Ինչպես մանրաթելային լազերները, դրանց ելքը մոտ ինֆրակարմիր լույս է, ինչը նշանակում է, որ դրանք կարող են կտրել կամ հորատել բժշկական սարքերում օգտագործվող բոլոր մետաղները, ներառյալ չժանգոտվող պողպատը, պլատինը, ոսկին, մագնեզիումը, կոբալտ-քրոմը, տիտանը և այլն, ինչպես նաև ոչ մետաղները։ Մինչդեռ կարճ իմպուլսի տևողության և Ցածր իմպուլսային էներգիան կանխում է ջերմային վնասը (HAZ), բարձր (MHz) կրկնության արագությունը ապահովում է ծախսարդյունավետ թողունակություն բազմաթիվ բարձրարժեք բժշկական սարքերի համար։
Իհարկե, մեր ոլորտում գրեթե ոչ ոքի պետք չէ միայն մեկ լազեր։ Դրա փոխարեն նրանց անհրաժեշտ է լազերային հիմքով մեքենա, և այժմ կան բազմաթիվ մասնագիտացված մեքենաներ, որոնք օպտիմալացված են բժշկական սարքեր կտրելու և հորատելու համար։ Օրինակ է Coherent-ի StarCut Tube շարքը, որը կարող է օգտագործվել մանրաթելային լազերների, ֆեմտովայրկյանային լազերների հետ կամ որպես հիբրիդային տարբերակ, որը ներառում է լազերների երկու տեսակները։
Ի՞նչ է նշանակում բժշկական սարքավորումների մասնագիտացում: Այս սարքերի մեծ մասը արտադրվում է սահմանափակ խմբաքանակներով՝ հիմնվելով անհատական ​​դիզայնի վրա: Հետևաբար, ճկունությունն ու օգտագործման հեշտությունը հիմնական նկատառումներ են: Մինչդեռ շատ սարքեր արտադրվում են կտորներից, որոշ բաղադրիչներ պետք է ճշգրիտ մշակվեն հարթ կտորներից. նույն մեքենան պետք է կարգավորի երկուսն էլ՝ իր արժեքը մեծացնելու համար: Այս կարիքները սովորաբար բավարարվում են բազմաառանցքային CNC կառավարվող (xyz և պտտվող) շարժման և օգտագործողին հարմար HMI-ի միջոցով՝ պարզ ծրագրավորման և կառավարման համար: StarCut Tube-ի դեպքում խողովակների բեռնման նոր մոդուլի տարբերակը գալիս է կողային բեռնման պահեստատուփով (անվանում StarFeed) մինչև 3 մ երկարությամբ խողովակների համար և տեսակավորիչով՝ կտրված արտադրանքի համար, ինչը թույլ է տալիս լիովին ավտոմատացված արտադրություն:
Այս մեքենաների գործընթացային ճկունությունն էլ ավելի է բարելավվում թաց և չոր կտրման համար նախատեսված հենարանով և հեշտությամբ կարգավորվող մատակարարման ծորակներով՝ օժանդակ գազ պահանջող գործընթացների համար: Տարածական լուծաչափը նույնպես հատկապես կարևոր է շատ փոքր մասերի մշակման համար, ինչը նշանակում է, որ ջերմամեխանիկական կայունությունը վերացնում է մեքենայական արհեստանոցներում հաճախ հանդիպող թրթռումների ազդեցությունը: StarCut Tube շարքը բավարարում է այս կարիքը՝ ամբողջ կտրող տախտակամածը կառուցելով մեծ թվով գրանիտե տարրերով:
NPX Medical-ը համեմատաբար նոր պայմանագրային արտադրող է, որը բժշկական սարքերի արտադրողներին մատուցում է նախագծման, ճարտարագիտական ​​և ճշգրիտ լազերային կտրման ծառայություններ: Հիմնադրվելով 2019 թվականին՝ ընկերությունը ոլորտում ձեռք է բերել որակյալ արտադրանքի և արագ արձագանքման համբավ՝ աջակցելով սարքերի լայն տեսականիի, այդ թվում՝ ստենտների, իմպլանտների, փականային ստենտների և ճկուն ներարկման խողովակների, նմանատիպ տարբեր վիրաբուժական միջամտությունների համար, ներառյալ նյարդանոթային, սրտի, երիկամային, ողնաշարի, օրթոպեդիկ, գինեկոլոգիական և ստամոքս-աղիքային վիրահատությունները: Դրա հիմնական լազերային կտրիչը StarCut Tube 2+2 է StarFiber 320FC-ով՝ միջին 200 վատտ հզորությամբ: NPX-ի հիմնադիրներից մեկը՝ Մայք Բրենզելը, բացատրեց, որ «հիմնադիրները բերում են բժշկական սարքերի նախագծման և արտադրության տարիների փորձ՝ ընդհանուր առմամբ ավելի քան 90 տարի», ինչպես նաև նախկինում StarCut-անման մեքենաների հետ աշխատելով օպտիկամանրաթելային լազերներով: Մեր աշխատանքի մեծ մասը ներառում է նիտինոլային կտրում, և մենք արդեն գիտենք, որ օպտիկամանրաթելային լազերները կարող են ապահովել մեզ անհրաժեշտ արագությունն ու որակը: Հաստ պատերով խողովակների և սրտի փականների նման սարքերի համար մեզ անհրաժեշտ է արագություն, և USP լազերը կարող է չափազանց դանդաղ լինել մեր կարիքների համար: Բացի այդ, Մեծ ծավալի արտադրական պատվերների դեպքում՝ մենք մասնագիտանում ենք մասերի փոքր խմբաքանակների մեջ՝ ընդամենը 5-ից 150 հատ, մեր նպատակն է այս փոքր խմբաքանակների շրջանառությունն ավարտել ընդամենը մի քանի օրվա ընթացքում, ներառյալ նախագծումը, ծրագրավորումը, կտրումը, ձևավորումը, հետմշակումը և ստուգումը, համեմատած խոշոր ընկերությունների դեպքում պատվերի տեղադրումից հետո պահանջվող շաբաթների հետ»։ Արագությունը նշելուց բացի, Բրենզելը որպես հիմնական առավելություն նշեց մեքենայի հուսալիությունը, որը վերջին 18 ամիսների գրեթե անընդհատ շահագործման ընթացքում չի պահանջել մեկ սպասարկման զանգ։
Նկար 2. NPX-ը առաջարկում է հետմշակման մի շարք տարբերակներ: Այստեղ ներկայացված նյութը T316 չժանգոտվող պողպատ է՝ 5 մմ արտաքին տրամագծով և 0.254 մմ պատի հաստությամբ: Ձախ մասը կտրված/միկրոփայլեցված է, իսկ աջ մասը՝ էլեկտրոփայլեցված:
Նիտինոլային մասերից բացի, ընկերությունը լայնորեն օգտագործում է նաև կոբալտ-քրոմի համաձուլվածքներ, տանտալի համաձուլվածքներ, տիտանի համաձուլվածքներ և բժշկական չժանգոտվող պողպատների բազմաթիվ տեսակներ: Լազերային մշակման մենեջեր Ջեֆ Հանսենը բացատրում է. «Մեքենայի ճկունությունը մեկ այլ կարևոր առավելություն է, որը թույլ է տալիս մեզ աջակցել տարբեր նյութերի, այդ թվում՝ խողովակային և հարթ կտրվածքի: Մենք կարող ենք ճառագայթը կենտրոնացնել մինչև 20 միկրոնանոց կետ, ինչը օգտակար է ավելի բարակ խողովակների համար: Այս խողովակներից մի քանիսը ընդամենը 0.012 դյույմ ներքին տրամագիծ ունեն, և ամենաժամանակակից մանրաթելային լազերների գագաթնակետային հզորության և միջին հզորության բարձր հարաբերակցությունը մաքսիմալացնում է մեր կտրման արագությունը՝ միաժամանակ ապահովելով ցանկալի եզրի որակը: Մեզ անհրաժեշտ է մինչև 1 դյույմ արտաքին տրամագծով ավելի մեծ արտադրանքի արագությունը»:
Բացի ճշգրիտ կտրումից և արագ արձագանքից, NPX-ը նաև առաջարկում է հետմշակման տեխնոլոգիաների լայն տեսականի, ինչպես նաև համապարփակ նախագծման ծառայություններ, որոնք օգտագործում են ոլորտում իր լայնածավալ փորձը: Այս տեխնիկաները ներառում են էլեկտրոլիտիկ հղկում, ավազի մաքրում, թթու դրում, լազերային եռակցում, ջերմային ամրացում, ձևավորում, պասիվացում, Af ջերմաստիճանի փորձարկում և հոգնածության փորձարկում, որոնք բոլորն էլ Nitinol սարքերի արտադրության բանալին են: Եզրերի մշակումը վերահսկելու համար հետմշակման օգտագործումը, Բրենզելն ասաց. «Սովորաբար կախված է նրանից, թե խոսքը բարձր, թե ցածր հոգնածության կիրառման մասին է: Օրինակ, բարձր հոգնածության մասը, ինչպիսին է սրտի փականը, կարող է միլիարդ անգամ ծռվել իր կյանքի ընթացքում հետմշակման ընթացքում: Որպես քայլ, կարևոր է օգտագործել ավազի մաքրում բոլոր եզրերի շառավիղը մեծացնելու համար: Բայց ցածր հոգնածության բաղադրիչները, ինչպիսիք են մատակարարման համակարգերը կամ ուղեցույց լարերը, հաճախ չեն պահանջում լայնածավալ հետմշակում»: Դիզայնի փորձագիտության առումով, Բրենզելը բացատրում է, որ այժմ հաճախորդների մինչև երեք քառորդը նույնպես օգտագործում են իրենց դիզայնի ծառայությունները` օգտվելով NPX-ի օգնությունից և հմտություններից` FDA-ի հաստատումը ստանալու համար: Ընկերությունը շատ լավ է կարողանում կարճ ժամանակահատվածում «անձեռոցիկի ուրվագիծ» հասկացությունը վերածել վերջնական տեսքի արտադրանքի:
Motion Dynamics-ը (Ֆրութպորտ, Միչիգան) մանրանկարչական զսպանակների, բժշկական կծիկների և մետաղալարերի հավաքածուների արտադրող է, որի առաքելությունն է լուծել հաճախորդների խնդիրները՝ անկախ դրանց բարդությունից կամ թվացյալ անհնարից, հնարավորինս կարճ ժամանակահատվածում: Բժշկական սարքավորումների ոլորտում այն ​​հիմնականում շեշտը դնում է նյարդանոթային վիրաբուժության համար նախատեսված բարդ հավաքածուների վրա, ներառյալ բարձրորակ մետաղալարերի նախագծումը, արտադրությունը և հավաքումը այնպիսի կիրառությունների համար, ինչպիսիք են ուղղորդվող կաթետերային սարքերը, այդ թվում՝ «քաշող մետաղալար» հավաքածուները:
Ինչպես արդեն նշվեց, մանրաթելային կամ USP լազերի ընտրությունը կախված է ինժեներական նախասիրությունից, ինչպես նաև աջակցվող սարքավորումների և գործընթացների տեսակից։ Motion Dynamics-ի նախագահ Քրիս Ուիթհեմը բացատրեց. «Հիմնվելով նյարդանոթային արտադրանքի վրա խիստ կենտրոնացած բիզնես մոդելի վրա, մենք կարող ենք տարբերակված արդյունքներ ապահովել նախագծման, կատարման և սպասարկման մեջ։ Մենք լազերային կտրումը օգտագործում ենք միայն մեր սեփական արտադրության մեջ օգտագործվող բաղադրիչները արտադրելու համար, բարձր արժեք ունեցող, «դժվար» բաղադրիչները արտադրելու համար, որոնք դարձել են մեր մասնագիտությունը և հեղինակությունը. մենք լազերային կտրումը չենք առաջարկում որպես պայմանագրային ծառայություն։ Մենք պարզել ենք, որ մեր կատարած լազերային կտրվածքների մեծ մասը լավագույնս կատարվում է USP լազերներով, և տարիներ շարունակ ես օգտագործել եմ StarCut Tube այս լազերներից մեկի հետ։ Մեր արտադրանքի նկատմամբ մեծ պահանջարկի պատճառով մենք օրական ունենք երկու 8-ժամյա հերթափոխ, երբեմն նույնիսկ երեք հերթափոխ, և 2019 թվականին մեզ անհրաժեշտ է ձեռք բերել ևս մեկ StarCut Tube՝ այս աճը սատարելու համար։ Բայց այս անգամ մենք որոշեցինք ընտրել ֆեմտովայրկյանային USP լազերների և մանրաթելային լազերների նոր հիբրիդային մոդելներից մեկը։ Մենք նաև այն համատեղեցինք StarFeed բեռնիչ/բեռնաթափիչ սարքի հետ»։ որպեսզի մենք կարողանանք լիովին ավտոմատացնել կտրումը. օպերատորը պարզապես տեղադրում է նախաշերտը։ Խողովակը բեռնվում է սնուցող սարքի մեջ, և մեկնարկում է արտադրանքի ծրագրային ապահովման գործարկման ծրագիրը։
Նկար 3. Այս ճկուն չժանգոտվող պողպատից պատրաստված արտամղիչ խողովակը (ցույց է տրված մատիտի ռետինի կողքին) կտրվել է Մոնակո ֆեմտովայրկյանային լազերով:
Ուիթհեմը հավելում է, որ չնայած նրանք երբեմն օգտագործում են մեքենան հարթ կտրման համար, իրենց ժամանակի ավելի քան 95 տոկոսը ծախսվում է իրենց կառավարվող կաթետերի հավաքույթների, մասնավորապես՝ հիպոթուբների, կծիկների և պարույրների համար գլանաձև արտադրանք ստեղծելու կամ փոփոխելու վրա, ներառյալ պրոֆիլավորված ծայրերի և կտրված անցքերի կտրումը: Այս բաղադրիչները, ի վերջո, օգտագործվում են այնպիսի ընթացակարգերում, ինչպիսիք են անևրիզմայի վերականգնումը և թրոմբոզի հեռացումը: Սա պահանջում է լազերային կտրիչների օգտագործում տարբեր մետաղների, այդ թվում՝ չժանգոտվող պողպատի, մաքուր ոսկու, պլատինի և նիտինոլի վրա:
Նկար 4. Շարժման դինամիկան նույնպես լայնորեն օգտագործում է լազերային եռակցումը: Վերևում պատկերված է կծիկը եռակցված լազերային կտրված խողովակին:
Որո՞նք են լազերային տարբերակները։ Ուիթհեմը բացատրեց, որ իրենց բաղադրիչների մեծ մասի համար կարևոր են եզրերի գերազանց որակը և նվազագույն կտրվածքները, ուստի նրանք սկզբում նախընտրեցին USP լազերները։ Բացի այդ, ընկերության կողմից օգտագործվող նյութերից ոչ մեկը չի կարող կտրվել այս լազերներից մեկով, այդ թվում՝ իր որոշ արտադրանքներում որպես ռադիոակտիվ մարկերներ օգտագործվող փոքրիկ ոսկե բաղադրիչները։ Սակայն նա հավելեց, որ նոր հիբրիդային տարբերակները, այդ թվում՝ մանրաթելային լազերները և USP-ները, նրանց ավելի մեծ ճկունություն են տալիս արագության/եզրի որակի հարցերը օպտիմալացնելու հարցում։ «Կասկած չկա, որ մանրաթելային օպտիկան կարող է ապահովել ավելի բարձր արագություններ», - ասաց նա։ «Բայց մեր կիրառման հատուկ ուշադրության պատճառով սա սովորաբար նշանակում է որոշակի տեսակի հետմշակում, ինչպիսիք են քիմիական և ուլտրաձայնային մաքրումը կամ էլեկտրոլիտիկ հղկումը։ Այսպիսով, հիբրիդային մեքենա ունենալը թույլ է տալիս մեզ ընտրել, թե որ ընդհանուր գործընթացն է՝ միայն USP-ն, թե մանրաթելային և հետմշակման մշակումը՝ օպտիմալ է յուրաքանչյուր բաղադրիչի համար։ Այն թույլ է տալիս մեզ ուսումնասիրել նույն բաղադրիչի հիբրիդային մեքենայացման հնարավորությունը, հատկապես, երբ խոսքը մեծ տրամագծերի և պատերի հաստությունների մասին է. նույնիսկ արագ կտրում մանրաթելային լազերներով, այնուհետև օգտագործել ֆեմտովայրկյանային լազեր՝ նուրբ կտրման համար»։ Նա ակնկալում է, որ USP լազերը կմնա նրանց առաջին ընտրությունը, քանի որ նրանց լազերային կտրվածքների մեծ մասը ներառում է 4-ից 6 հազար պատի հաստություն, չնայած նրանք հանդիպում են 1-20 հազար պատի հաստության: Անժանգոտվող պողպատե խողովակները հասնում են հազարի:
Ամփոփելով՝ լազերային կտրումը և հորատումը տարբեր բժշկական սարքերի արտադրության հիմնական գործընթացներ են։ Այսօր, լազերային հիմնական տեխնոլոգիայի առաջընթացի և արդյունաբերության կոնկրետ կարիքների համար կարգավորված բարձր օպտիմալացված մեքենաների շնորհիվ, այս գործընթացները ավելի հեշտ են օգտագործել և ապահովում են ավելի լավ արդյունքներ, քան երբևէ։