Laman web ini dikendalikan oleh satu atau lebih perniagaan yang dimiliki oleh Informa PLC dan semua hak cipta dimiliki oleh mereka.Pejabat berdaftar Informa PLC ialah 5 Howick Place, London SW1P 1WG.Berdaftar di England dan Wales.No. 8860726.
Hari ini, hampir semua pemotongan laser ketepatan logam dan bukan logam dilakukan menggunakan alat yang dilengkapi dengan laser gentian atau laser nadi ultrashort (USP), atau kadangkala kedua-duanya. Dalam artikel ini, kami akan menerangkan kelebihan berbeza kedua-dua laser dan melihat cara kedua-dua pengeluar menggunakan laser ini. Perubatan NPX (Plymouth, MN) ialah sebuah syarikat pemprosesan khusus kontrak yang mengeluarkan pelbagai jenis, alat dan pemasangan seperti alat dan alat yang tidak fleksibel. tiub, menggunakan mesin yang menggabungkan laser gentian. Motion Dynamics mengeluarkan subhimpunan, seperti pemasangan "dawai tarik" yang digunakan terutamanya dalam neurologi, menggunakan mesin yang termasuk laser femtosaat USP dan salah satu sistem hibrid terkini termasuk laser femtosaat dan gentian untuk fleksibiliti dan Serbaguna maksimum.
Selama bertahun-tahun, kebanyakan pemesinan mikro laser telah dilakukan menggunakan laser nanosaat keadaan pepejal yang dipanggil laser DPSS. Walau bagaimanapun, ini kini telah berubah sepenuhnya terima kasih kepada pembangunan dua jenis laser yang berbeza sama sekali, dan oleh itu pelengkap, jenis laser. Pada asalnya dibangunkan untuk telekomunikasi, laser gentian telah matang menjadi bahan kuda kerja yang memproses laser dalam banyak industri, selalunya pada panjang gelombang inframerah hampir dengan kekuatan dan seni bina yang mudah. kebolehskalaan. Ini menghasilkan laser yang padat, sangat boleh dipercayai dan mudah untuk diintegrasikan ke dalam mesin khusus, dan secara amnya menawarkan kos pemilikan yang lebih rendah daripada jenis laser yang lebih lama. Yang penting untuk pemesinan mikro, pancaran keluaran boleh difokuskan ke tempat yang kecil dan bersih dengan diameter hanya beberapa mikron, jadi ia sesuai untuk pemotongan resolusi tinggi, kimpalan dan penggerudian. Keluaran dan nadinya juga sangat fleksibel, fleksibel dan boleh dikawal. 170 kHz. Bersama-sama dengan kuasa berskala, ini menyokong pemotongan dan penggerudian pantas.
Walau bagaimanapun, potensi kelemahan laser gentian dalam pemesinan mikro ialah pemesinan ciri-ciri kecil dan/atau bahagian yang nipis dan halus. Tempoh nadi yang panjang (cth, 50 µs) mengakibatkan sejumlah kecil zon terjejas haba (HAZ) seperti bahan tuang semula dan kekasaran tepi kecil, yang mungkin memerlukan beberapa pemprosesan selepas. Mujurlah, laser keluaran laser yang lebih baru (USPseconds) dengan denyutan laser yang lebih baharu nadi—menghapuskan masalah HAZ.
Dengan laser USP, kebanyakan haba tambahan yang berkaitan dengan proses pemotongan atau penggerudian dibawa pergi dalam serpihan yang dikeluarkan sebelum ia mempunyai masa untuk meresap ke dalam bahan sekeliling. Laser USP dengan output picosecond telah lama digunakan dalam aplikasi pemesinan mikro yang melibatkan plastik, semikonduktor, seramik dan logam tertentu (picoseconds = 10-12 saat untuk logam bersaiz tiang logam tinggi). kekonduksian dan saiz kecil bermakna laser picosecond tidak selalu memberikan hasil yang lebih baik yang akan membenarkan peningkatan kos laser USP terdahulu. Ini kini telah berubah dengan kemunculan laser femtosecond gred perindustrian (femtosecond = 10-15 saat). Contohnya ialah siri laser Monaco Coherent Inc.. Seperti gentian laser dalam logam yang boleh digerudi dalam semua jenis laser, yang boleh digunakan untuk memotong laser atau logam dalam bidang perubatan. peranti, termasuk keluli tahan karat, platinum, emas, magnesium, kobalt-kromium, titanium dan banyak lagi, serta bukan logam. Walaupun gabungan tempoh nadi yang pendek dan tenaga nadi yang rendah menghalang kerosakan terma (HAZ), kadar pengulangan yang tinggi (MHz) memastikan kelajuan pemprosesan yang menjimatkan kos untuk banyak peranti perubatan yang bernilai tinggi.
Sudah tentu, hampir tiada seorang pun dalam industri kami memerlukan hanya satu laser. Sebaliknya, mereka memerlukan mesin berasaskan laser, dan kini terdapat banyak mesin khusus yang dioptimumkan untuk memotong dan menggerudi peranti perubatan. Contohnya ialah siri Coherent's StarCut Tube, yang boleh digunakan dengan laser gentian, laser femtosaat atau sebagai versi hibrid yang menggabungkan kedua-dua jenis laser.
Apakah yang dimaksudkan dengan pengkhususan peranti perubatan? Kebanyakan peranti ini dihasilkan dalam kelompok terhad berdasarkan reka bentuk tersuai.Oleh itu, fleksibiliti dan kemudahan penggunaan adalah pertimbangan utama.Walaupun banyak peranti dihasilkan daripada bilet, sesetengah komponen mesti dimesin dengan ketepatan daripada bilet rata; mesin yang sama mesti mengendalikan kedua-duanya untuk memaksimumkan nilainya. Keperluan ini biasanya dipenuhi dengan menyediakan gerakan kawalan CNC berbilang paksi (xyz dan berputar) dan HMI yang mesra pengguna untuk pengaturcaraan dan kawalan mudah. ​​Dalam kes StarCut Tube, pilihan modul pemuatan tiub baharu disertakan dengan majalah pemuatan sisi (dipanggil StarFeed) untuk tiub sepanjang 3 m panjang dan membolehkan pengeluaran penyisihan secara automatik untuk pemotongan sepenuhnya.
Fleksibiliti proses mesin ini dipertingkatkan lagi dengan sokongan untuk pemotongan basah dan kering serta muncung penghantaran mudah laras untuk proses yang memerlukan gas bantuan. Resolusi spatial juga amat penting untuk pemesinan bahagian yang sangat kecil, yang bermaksud bahawa kestabilan termomekanikal menghilangkan kesan getaran yang sering ditemui di kedai mesin. Rangkaian StarCut Tube memenuhi keperluan ini dengan membina keseluruhan elemen pemotongan granit yang besar.
NPX Medical ialah pengilang kontrak yang agak baharu yang menyediakan perkhidmatan pemotongan laser reka bentuk, kejuruteraan dan ketepatan kepada pengeluar peranti perubatan. Ditubuhkan pada tahun 2019, syarikat itu telah membina reputasi dalam industri untuk produk berkualiti dan responsif, menyokong pelbagai jenis peranti termasuk stent, implan, stent injap dan tiub penghantaran fleksibel untuk pelbagai prosedur pembedahan, kad tulang belakang, saraf, tulang belakang yang sama, Intervensi saraf, tulang belakang, tulang belakang. ginekologi, dan pembedahan gastrousus. Pemotong laser utamanya ialah StarCut Tube 2+2Â dengan StarFiber 320FC dengan purata kuasa 200 watt. Mike Brenzel, salah seorang pengasas NPX, menjelaskan bahawa "pengasas membawa pengalaman reka bentuk dan pembuatan peranti perubatan selama bertahun-tahun — lebih daripada 90 tahun secara keseluruhannya", dengan pengalaman seperti mesin laser Nitino sebelum ini. pemotongan dan kami sudah tahu bahawa laser gentian boleh memberikan kelajuan dan kualiti yang kami perlukan. Untuk peranti seperti tiub berdinding tebal dan injap jantung, kami memerlukan kelajuan, dan laser USP mungkin terlalu perlahan untuk keperluan kami. Selain pesanan pengeluaran volum tinggi – kami pakar dalam kumpulan kecil bahagian – hanya antara 5 dan 150 keping – matlamat kami adalah untuk melengkapkan pusingan kumpulan kecil ini, membentuk, memprogram, memprogramkan, dan selepas beberapa hari sahaja. pemeriksaan, berbanding minggu selepas pesanan dibuat untuk syarikat yang lebih besar."Selain menyebut kelajuan, Brenzel menyebut kebolehpercayaan mesin itu sebagai kelebihan utama, tidak memerlukan satu panggilan perkhidmatan sepanjang 18 bulan yang lalu operasi hampir berterusan.
Rajah 2. NPX menawarkan pelbagai pilihan pasca pemprosesan. Bahan yang ditunjukkan di sini ialah keluli tahan karat T316 dengan ketebalan dinding 5mm OD dan 0.254mm. Bahagian kiri dipotong/mikroblast dan bahagian kanan digilap elektrik.
Sebagai tambahan kepada bahagian nitinol, syarikat itu juga banyak menggunakan aloi kobalt-kromium, aloi tantalum, aloi titanium dan pelbagai jenis keluli tahan karat perubatan. Jeff Hansen, Pengurus Pemprosesan Laser, menerangkan: "Kefleksibelan mesin ialah satu lagi aset penting, membolehkan kami menyokong pemotongan pelbagai bahan yang sangat pelbagai, termasuk tiub dan rata. Kami boleh memfokuskan bintik-bintik yang lebih berguna untuk tiub ke bawah. adalah sangat berguna. Sesetengah tiub ini hanya 0.012″ ID, dan nisbah tinggi kuasa puncak kepada kuasa purata laser gentian terkini memaksimumkan kelajuan pemotongan kami sambil tetap memberikan kualiti kelebihan yang diingini Kami benar-benar memerlukan kelajuan produk yang lebih besar dengan diameter luar sehingga 1 inci.
Selain pemotongan ketepatan dan tindak balas pantas, NPX juga menawarkan rangkaian penuh teknologi pasca pemprosesan, serta perkhidmatan reka bentuk yang komprehensif yang memanfaatkan pengalaman luasnya dalam industri. Teknik ini termasuk penggilap elektro, letupan pasir, penjerukan, kimpalan laser, tetapan haba, pembentukan, pempasifan, ujian suhu Af dan ujian keletihan, yang kesemuanya adalah kunci kepada fabrikasi Nitinol, kawalan pemproses es. berkata, "biasanya bergantung pada sama ada kita bercakap tentang aplikasi lesu tinggi atau rendah lesu. Contohnya, bahagian lesu tinggi seperti injap jantung mungkin bengkok berbilion kali sepanjang hayatnya sebagai pasca pemprosesan Sebagai satu langkah, adalah penting untuk menggunakan letupan pasir untuk meningkatkan jejari semua tepi. Tetapi komponen lesu rendah seperti sistem penghantaran atau pemprosesan berlebihan sering memerlukan." Dari segi kepakaran reka bentuk, jelas Brenzel, kini terdapat seramai Tiga perempat daripada pelanggan juga menggunakan perkhidmatan reka bentuk mereka untuk memanfaatkan bantuan dan kemahiran NPX dalam mendapatkan kelulusan FDA. Syarikat itu sangat baik dalam mengubah konsep "lakaran serbet" menjadi produk dalam bentuk terakhirnya dalam tempoh yang singkat.
Motion Dynamics (Fruitport, MI) ialah pengeluar spring miniatur tersuai, gegelung perubatan dan pemasangan wayar yang misinya adalah untuk menyelesaikan masalah pelanggan, tidak kira betapa rumit atau nampaknya mustahil, dalam masa yang sesingkat mungkin. Dalam peranti perubatan, ia terutamanya menekankan pemasangan kompleks untuk pembedahan neurovaskular, termasuk reka bentuk, pengeluaran dan pemasangan seperti peranti wayar bermutu tinggi, termasuk pemasangan wayar kateter yang berkualiti tinggi untuk "pasangan wayar" yang boleh digunakan. perhimpunan.
Seperti yang dinyatakan sebelum ini, pilihan laser gentian atau USP adalah soal keutamaan kejuruteraan serta jenis peralatan dan proses yang disokong.Chris Witham, Presiden Motion Dynamics, menjelaskan: "Berdasarkan model perniagaan yang sangat tertumpu pada produk neurovaskular, kami boleh memberikan hasil yang berbeza dalam reka bentuk, pelaksanaan dan perkhidmatan. Kami hanya menggunakan pemotongan laser untuk menghasilkan komponen yang kami gunakan untuk menghasilkan komponen-komponen yang mempunyai nilai tinggi", yang mempunyai nilai tinggi ", yang mempunyai nilai tinggi". menjadi kepakaran dan reputasi kami; kami tidak menawarkan pemotongan laser sebagai perkhidmatan kontrak Kami mendapati bahawa kebanyakan pemotongan laser yang kami lakukan adalah yang terbaik dilakukan dengan laser USP, dan selama bertahun-tahun saya telah menggunakan Tiub StarCut dengan salah satu daripada laser ini Disebabkan permintaan yang kuat untuk produk kami, kami mempunyai dua syif 8 jam sehari, kadang-kadang juga tiga syif, dan pada tahun 2019 ini untuk menggunakan salah satu model hibrid baharu laser USP femtosecond dan laser gentian Kami juga memasangkannya dengan pemuat/pemuat pemuat StarFeed supaya kami boleh mengautomasikan pemotongan sepenuhnya – operator hanya meletakkan kosong Tiub dimuatkan ke dalam penyuap dan program pengendalian perisian untuk produk dimulakan.
Rajah 3. Tiub penghantaran keluli tahan karat yang fleksibel ini (ditunjukkan di sebelah pemadam pensel) telah dipotong dengan laser femtosaat Monaco.
Witham menambah bahawa walaupun kadang-kadang mereka menggunakan mesin untuk pemotongan rata, lebih daripada 95 peratus masa mereka dibelanjakan untuk mencipta atau mengubah suai produk silinder untuk pemasangan kateter yang boleh dikendalikan mereka, iaitu hipotiub, gegelung dan lingkaran, termasuk pemotongan hujung berprofil dan lubang Potong. Komponen ini akhirnya digunakan dalam prosedur seperti pembaikan aneurisme dan trombus keluli tahan karat, yang memerlukan pemotongan logam tulen, termasuk jenis pemotongan logam tahan karat. platinum dan nitinol.
Rajah 4. Motion Dynamics juga menggunakan kimpalan laser secara meluas. Di atas, gegelung telah dikimpal pada tiub potong laser.
Apakah pilihan laser? Withham menjelaskan bahawa kualiti tepi yang sangat baik dan kerf minimum adalah kritikal untuk kebanyakan komponen mereka, jadi mereka pada mulanya memilih laser USP. Selain itu, tiada bahan yang digunakan oleh syarikat boleh dipotong oleh salah satu laser ini, termasuk komponen emas kecil yang digunakan sebagai penanda radiopaque dalam beberapa produknya. Tetapi beliau menambah bahawa pilihan hibrid baharu, termasuk laser/pengoptimuman, memberikan mereka lebih banyak kefleksibelan dan kualiti USP. tidak syak lagi bahawa gentian optik boleh memberikan kelajuan yang lebih tinggi," katanya. "Tetapi kerana fokus aplikasi kami yang khusus, ini biasanya bermaksud beberapa jenis pemprosesan pasca, seperti pembersihan kimia dan ultrasonik atau penggilap elektro Jadi mempunyai mesin hibrid membolehkan kami memilih proses keseluruhan yang mana - USP sahaja atau gentian dan Pengendalian pasca pemprosesan - Optimum untuk setiap komponen yang terlibat, terutamanya dengan ketebalan dinding yang lebih besar. pemotongan pantas dengan laser gentian, Kemudian gunakan laser femtosaat untuk pemotongan halus.” Dia menjangkakan bahawa laser USP akan kekal sebagai pilihan pertama mereka kerana kebanyakan pemotongan laser mereka melibatkan ketebalan dinding antara 4 dan 6 thou, walaupun mereka menghadapi ketebalan dinding antara 1-20 thou. Paip keluli tahan karat antara awak.
Kesimpulannya, pemotongan dan penggerudian laser adalah proses utama dalam pembuatan pelbagai peranti perubatan. Hari ini, terima kasih kepada kemajuan dalam teknologi laser teras dan mesin yang sangat dioptimumkan yang dikonfigurasikan untuk keperluan khusus industri, proses ini lebih mudah digunakan dan memberikan hasil yang lebih baik berbanding sebelum ini.