Situs web iki dioperasikake dening siji utawa luwih bisnis sing diduweni dening Informa PLC lan kabeh hak cipta diduweni dening dheweke. Kantor terdaftar Informa PLC yaiku 5 Howick Place, London SW1P 1WG. Kadhaptar ing Inggris lan Wales. No. 8860726.
Saiki, meh kabeh pemotongan laser presisi logam lan non-logam ditindakake nggunakake alat sing dilengkapi laser serat utawa laser pulsa ultrashort (USP), utawa kadhangkala loro-lorone. Ing artikel iki, kita bakal nerangake kaluwihan sing beda-beda saka rong laser kasebut lan ndeleng kepiye loro produsen nggunakake laser kasebut. NPX Medical (Plymouth, MN) minangka perusahaan pangolahan khusus kontrak sing nggawe macem-macem piranti lan alat penyebaran, kayata stent, implan, lan tabung fleksibel, nggunakake mesin sing nggabungake laser serat. Motion Dynamics nggawe subassemblies, kayata rakitan "kawat tarik" sing utamane digunakake ing neurologi, nggunakake mesin sing kalebu laser femtosecond USP lan salah sawijining sistem hibrida paling anyar kalebu laser femtosecond lan serat kanggo fleksibilitas lan Versatilitas maksimal.
Wis pirang-pirang taun, umume micromachining laser wis ditindakake nggunakake laser nanosecond solid-state sing diarani laser DPSS. Nanging, iki saiki wis owah banget amarga pangembangan rong jinis laser sing beda banget, lan mulane komplementer. Asline dikembangake kanggo telekomunikasi, laser serat wis diwasa dadi laser pangolahan bahan kerja ing pirang-pirang industri, asring ing dawa gelombang inframerah cedhak. Alesan kanggo suksese ana ing arsitektur sing prasaja lan skalabilitas daya sing langsung. Iki nyebabake laser sing kompak, dipercaya banget, lan gampang diintegrasi menyang mesin khusus, lan umume nawakake biaya kepemilikan sing luwih murah tinimbang jinis laser sing luwih lawas. Sing penting kanggo micromachining, sinar output bisa difokusake menyang titik cilik lan resik kanthi diameter mung sawetara mikron, saengga cocog kanggo pemotongan, pengelasan, lan pengeboran resolusi dhuwur. Output uga fleksibel lan bisa dikontrol, kanthi tingkat pulsa wiwit saka tembakan tunggal nganti 170 kHz. Bebarengan karo daya sing bisa diskalakake, iki ndhukung pemotongan lan pengeboran sing cepet.
Nanging, kerugian potensial saka laser serat ing micromachining yaiku proses pemesinan fitur cilik lan/utawa bagean sing tipis lan alus. Durasi pulsa sing dawa (contone, 50 µs) nyebabake zona sing kena pengaruh panas (HAZ) sing sithik kayata bahan cetakan ulang lan kekasaran pinggiran sing cilik, sing mbutuhake sawetara proses pasca-proses. Untunge, laser sing luwih anyar—laser pulsa ultrashort (USP) kanthi pulsa output femtosecond—ngilangi masalah HAZ.
Kanthi laser USP, sebagian besar panas ekstra sing ana gandhengane karo proses pemotongan utawa pengeboran digawa menyang lebu sing metu sadurunge sempat nyebar menyang materi sekitar. Laser USP kanthi output pikodetik wis suwe digunakake ing aplikasi micromachining sing nglibatake plastik, semikonduktor, keramik, lan logam tartamtu (pikodetik = 10-12 detik). Nanging kanggo piranti logam kanthi pilar ukuran rambut manungsa, konduktivitas termal logam sing dhuwur lan ukuran cilik tegese laser pikodetik ora mesthi menehi asil sing luwih apik sing bakal mbenerake biaya laser USP sadurunge. Iki saiki wis owah kanthi anane laser femtodetik kelas industri (femtodetik = 10-15 detik). Conto yaiku seri laser Monaco Coherent Inc. Kaya laser serat, output kasebut yaiku cahya inframerah cedhak, sing tegese bisa ngethok utawa ngebor kabeh logam sing digunakake ing piranti medis, kalebu baja tahan karat, platinum, emas, magnesium, kobalt-kromium, titanium, lan liya-liyane, uga non-logam. Nalika kombinasi durasi pulsa sing cendhak lan Energi pulsa sing endhek nyegah karusakan termal (HAZ), tingkat pengulangan sing dhuwur (MHz) njamin kecepatan throughput sing efektif biaya kanggo akeh piranti medis sing regane dhuwur.
Mesthi wae, meh ora ana wong ing industri kita sing mung butuh siji laser. Nanging, dheweke butuh mesin berbasis laser, lan saiki ana akeh mesin khusus sing dioptimalake kanggo ngethok lan ngebor piranti medis. Conto yaiku seri StarCut Tube Coherent, sing bisa digunakake karo laser serat, laser femtosecond, utawa minangka versi hibrida sing nggabungake loro jinis laser kasebut.
Apa tegese spesialisasi piranti medis? Sebagéan gedhé piranti iki diprodhuksi ing batch winates adhedhasar desain khusus. Mulane, fleksibilitas lan gampang digunakake minangka pertimbangan utama. Nalika akeh piranti digawe saka billet, sawetara komponen kudu diolah kanthi presisi saka billet datar; mesin sing padha kudu nangani loro-lorone kanggo ngoptimalake nilaine. Kabutuhan kasebut biasane dipenuhi kanthi nyedhiyakake gerakan CNC multi-sumbu sing dikontrol (xyz lan rotary) lan HMI sing ramah pangguna kanggo pemrograman lan kontrol sing prasaja. Ing kasus StarCut Tube, pilihan modul pemuatan tabung anyar dilengkapi majalah pemuatan sisih (disebut StarFeed) kanggo tabung nganti 3 m dawane lan sorter kanggo produk sing dipotong, sing ngidini produksi otomatis kanthi lengkap.
Fleksibilitas proses mesin-mesin iki luwih ditingkatake kanthi dhukungan kanggo pemotongan teles lan garing lan nozel pangiriman sing gampang diatur kanggo proses sing mbutuhake gas bantuan. Resolusi spasial uga penting banget kanggo mesin bagean sing cilik banget, sing tegese stabilitas termomekanis ngilangi efek getaran sing asring ditemoni ing bengkel mesin. Rentang StarCut Tube nyukupi kabutuhan iki kanthi mbangun kabeh dek pemotongan kanthi akeh elemen granit.
NPX Medical minangka produsen kontrak anyar sing nyedhiyakake layanan desain, teknik, lan pemotongan laser presisi kanggo produsen piranti medis. Diadegake ing taun 2019, perusahaan iki wis mbangun reputasi ing industri kanggo produk sing berkualitas lan responsif, ndhukung macem-macem piranti kalebu stent, implan, stent katup, lan tabung pangiriman fleksibel kanggo prosedur bedhah sing maneka warna, kalebu bedah neurovaskular, jantung, ginjel, tulang belakang, ortopedi, ginekologi, lan gastrointestinal. Pemotong laser utama yaiku StarCut Tube 2+2 kanthi StarFiber 320FC kanthi daya rata-rata 200 watt. Mike Brenzel, salah sawijining pendiri NPX, nerangake manawa "para pendiri nggawa pengalaman desain lan manufaktur piranti medis pirang-pirang taun - luwih saka 90 taun total", kanthi pengalaman sadurunge karo mesin kaya StarCut sing nggunakake laser serat. Akeh karya kita sing nglibatake pemotongan Nitinol lan kita wis ngerti manawa laser serat bisa nyedhiyakake kecepatan lan kualitas sing kita butuhake. Kanggo piranti kaya tabung berdinding tebal lan katup jantung, kita butuh kecepatan, lan laser USP bisa uga. dadi alon banget kanggo kabutuhan kita. Saliyane pesenan produksi volume dhuwur - kita spesialis ing batch cilik bagean - mung antarane 5 lan 150 potongan - tujuan kita yaiku kanggo ngrampungake turnaround batch cilik iki mung sawetara dina, kalebu desain, pemrograman, pemotongan, pembentukan, pasca-pemrosesan lan inspeksi, dibandhingake karo minggu sawise pesenan diselehake kanggo perusahaan sing luwih gedhe. "Saliyane nyebutake kacepetan, Brenzel nyebutake keandalan mesin minangka kauntungan utama, ora mbutuhake siji panggilan layanan sajrone 18 wulan kepungkur operasi sing meh terus-terusan.
Gambar 2. NPX nawakake macem-macem pilihan pasca-proses. Bahan sing dituduhake ing kene yaiku baja tahan karat T316 kanthi OD 5mm lan kekandelan tembok 0,254mm. Bagean kiwa dipotong/di-microblast lan bagean tengen di-electropolish.
Saliyané onderdil nitinol, perusahaan iki uga nggunakaké paduan kobalt-kromium, paduan tantalum, paduan titanium, lan akèh jinis baja tahan karat medis. Jeff Hansen, Manajer Pemrosesan Laser, nerangaké: "Kelenturan mesin minangka aset penting liyané, sing ngidini kita ndhukung pemotongan macem-macem bahan, kalebu tabung lan rata. Kita bisa fokusaké sinar mudhun menyang titik 20 mikron, sing migunani kanggo luwih akeh tabung tipis. Sawetara tabung iki mung 0,012″ ID, lan rasio daya puncak sing dhuwur karo daya rata-rata laser serat paling anyar ngoptimalake kecepatan pemotongan kita nalika isih nyedhiyakake kualitas pinggiran sing dikarepake. Kita pancen butuh kecepatan produk sing luwih gedhe kanthi diameter njaba nganti 1 inci."
Saliyané motong presisi lan respon cepet, NPX uga nawakake macem-macem teknologi pasca-pemrosesan, uga layanan desain komprehensif sing nggunakake pengalaman ekstensif ing industri kasebut. Teknik-teknik kasebut kalebu electropolishing, sandblasting, pickling, laser welding, heat setting, forming, passivasi, uji suhu Af, lan uji kelelahan, kabeh iku kunci kanggo fabrikasi piranti Nitinol. Nggunakake pasca-pemrosesan kanggo ngontrol finishing pinggiran, ujare Brenzel, "biasane gumantung saka apa kita ngomong babagan aplikasi kelelahan dhuwur utawa kelelahan rendah. Contone, bagean kelelahan dhuwur kaya katup jantung bisa mbengkong milyar kali sajrone umure minangka pasca-pemrosesan. Minangka langkah, penting kanggo nggunakake sandblasting kanggo nambah radius kabeh pinggiran. Nanging komponen kelelahan rendah kaya sistem pangiriman utawa kabel pandhuan asring ora mbutuhake pasca-pemrosesan sing ekstensif." Babagan keahlian desain, Brenzel nerangake, saiki ana nganti telung prapat klien uga nggunakake layanan desain kanggo njupuk kauntungan saka bantuan lan katrampilan NPX kanggo entuk persetujuan FDA. Perusahaan iki apik banget ing ngowahi konsep "sketsa serbet" dadi produk ing wangun pungkasan sajrone wektu sing cendhak.
Motion Dynamics (Fruitport, MI) minangka produsen pegas miniatur khusus, koil medis, lan rakitan kawat sing misine kanggo ngrampungake masalah pelanggan, ora preduli sepira rumit utawa katon ora mungkin, sajrone wektu sing paling cendhak. Ing piranti medis, utamane nandheske rakitan kompleks kanggo operasi neurovaskular, kalebu desain, produksi, lan perakitan rakitan kawat berkualitas tinggi kanggo aplikasi kayata piranti kateter sing bisa dikemudi, kalebu rakitan "kawat tarik".
Kaya sing wis kasebut sadurunge, pilihan laser serat utawa USP iku gumantung saka pilihan teknik uga jinis peralatan lan proses sing didhukung. Chris Witham, Presiden Motion Dynamics, nerangake: "Adhedhasar model bisnis sing fokus banget ing produk neurovaskular, kita bisa menehi asil sing beda ing desain, eksekusi, lan layanan. Kita mung nggunakake pemotongan laser kanggo ngasilake komponen sing digunakake ing njero perusahaan. , kanggo nggawe komponen "angel" sing regane dhuwur sing wis dadi spesialisasi lan reputasi kita; kita ora nawakake pemotongan laser minangka layanan kontrak. Kita nemokake manawa umume pemotongan laser sing kita lakoni paling apik ditindakake nganggo laser USP, lan sajrone pirang-pirang taun aku wis nggunakake StarCut Tube nganggo salah sawijining laser kasebut. Amarga panjaluk sing kuwat kanggo produk kita, kita duwe rong shift 8 jam saben dina, kadhangkala malah telung shift, lan ing taun 2019 kita kudu ndarbeni StarCut Tube liyane kanggo ndhukung Pertumbuhan iki. Nanging wektu iki, kita mutusake kanggo nggunakake salah sawijining model hibrida anyar laser USP femtosecond lan laser serat. Kita uga masangake karo loader/unloader StarFeed. supaya kita bisa ngotomatisasi pemotongan kanthi lengkap - operator mung nyelehake blank. Tabung kasebut dimuat menyang feeder lan program operasi piranti lunak kanggo produk kasebut diwiwiti.
Gambar 3. Tabung pangiriman baja tahan karat fleksibel iki (ditampilake ing jejere penghapus pensil) wis dipotong nganggo laser femtosecond Monaco.
Witham nambahake yen sanajan dheweke sok-sok nggunakake mesin kasebut kanggo motong rata, luwih saka 95 persen wektune digunakake kanggo nggawe utawa ngowahi produk silinder kanggo rakitan kateter sing bisa dikemudi, yaiku hipotube, koil lan spiral, kalebu motong ujung profil lan bolongan Potong. Komponen kasebut pungkasane digunakake ing prosedur kayata ndandani aneurisma lan mbusak trombus. Iki mbutuhake panggunaan pemotong laser ing macem-macem logam kalebu baja tahan karat, emas murni, platinum lan nitinol.
Gambar 4. Dinamika Gerak uga nggunakake pengelasan laser kanthi ekstensif. Ing ndhuwur, kumparan wis dilas menyang tabung potongan laser.
Apa wae pilihan laser sing ana? Witham nerangake yen kualitas pinggiran sing apik banget lan goresan minimal iku penting banget kanggo sebagian besar komponen, mula wiwitane dheweke luwih seneng laser USP. Kajaba iku, ora ana bahan sing digunakake perusahaan sing bisa dipotong dening salah sawijining laser kasebut, kalebu komponen emas cilik sing digunakake minangka penanda radiopak ing sawetara produke. Nanging dheweke nambahake yen pilihan hibrida anyar, kalebu laser serat lan USP, menehi luwih akeh fleksibilitas kanggo ngoptimalake masalah kecepatan/kualitas pinggiran. "Ora ana sangsi yen serat optik bisa nyedhiyakake kecepatan sing luwih dhuwur," ujare. "Nanging amarga fokus aplikasi khusus kita, iki biasane tegese sawetara jinis pasca-pemrosesan, kayata pembersihan kimia lan ultrasonik utawa electropolishing. Dadi, duwe mesin hibrida ngidini kita milih proses sakabèhé - USP waé utawa Penanganan serat lan pasca-pemrosesan - Optimal kanggo saben komponen. Iki ngidini kita njelajah kemungkinan mesin hibrida saka komponen sing padha, utamane ing ngendi diameter lan kekandelan tembok sing luwih gedhe digunakake: malah pemotongan cepet nganggo laser serat, Banjur gunakake laser femtosecond kanggo pemotongan sing apik." Dhèwèké ngarepake laser USP bakal tetep dadi pilihan utama amarga umumé potongan laser nglibatake kekandelan tembok antara 4 lan 6 thousandths, sanajan kekandelan temboké antara 1-20 thousandths. Pipa baja tahan karat antara thousandths.
Kesimpulane, pemotongan lan pengeboran laser minangka proses kunci ing manufaktur macem-macem piranti medis. Saiki, amarga kemajuan teknologi laser inti lan mesin sing dioptimalake banget sing dikonfigurasi kanggo kabutuhan khusus industri, proses kasebut luwih gampang digunakake lan menehi asil sing luwih apik tinimbang sadurunge.