Bu web saýt Informa PLC-e degişli bir ýa-da birnäçe kärhana tarapyndan dolandyrylýar we ähli awtorlyk hukuklary olara degişli. Informa PLC-niň bellige alnan edarasy 5 Howick Place, London SW1P 1WG. Angliýada we Uelsde bellige alnan. № 8860726.
Häzirki wagtda metallaryň we metal dälleriň diýen ýaly ähli takyk lazer bilen kesilmegi süýümli lazerler ýa-da ultragysga impulsly (USP) lazerler, ýa-da käte ikisi bilen hem enjamlaşdyrylan gurallar arkaly amala aşyrylýar. Bu makalada biz iki lazeriň dürli artykmaçlyklaryny düşündireris we iki öndürijiň hem bu lazerleri nähili ulanýandygyny göreris.NPX Medical (Plymouth, MN) süýümli lazerleri öz içine alýan maşynlary ulanyp, stentler, implantlar we çeýe turbalar ýaly dürli enjamlary we ýerleşdiriş gurallaryny öndürýän şertnamalaýyn ýöriteleşdirilen gaýtadan işleýän kompaniýadyr.Motion Dynamics, esasan newrologiýada ulanylýan "çekilýän sim" toplumlary ýaly kiçi toplumlary öndürýär, USP femtosekund lazerini we iň ýokary çeýelik we köpugurlylyk üçin femtosekund we süýümli lazerleri öz içine alýan iň täze gibrid ulgamlaryň birini öz içine alýan maşyny ulanýar.
Köp ýyllaryň dowamynda lazer mikromehanizasiýasynyň köpüsi DPSS lazerleri diýlip atlandyrylýan gaty ýagdaýly nanosekund lazerleri arkaly ýerine ýetirildi. Şeýle-de bolsa, bu indi iki sany düýbünden tapawutly we şonuň üçin biri-birini tamamlaýan lazer görnüşleriniň işlenip düzülmegi sebäpli düýbünden üýtgedi. Ilkibaşda telekommunikasiýa üçin işlenip düzülen süýümli lazerler köp pudaklarda, köplenç infragyzyl tolkun uzynlyklarynda, işçi materiallary gaýtadan işleýän lazerlere öwrüldi. Onuň üstünliginiň sebäpleri onuň ýönekeý arhitekturasynda we aňsat güýç ölçeklendirilmeginde. Bu bolsa, ykjam, ýokary ygtybarly we ýöriteleşdirilen maşynlara integrasiýa etmek aňsat bolan we, adatça, köne lazer görnüşlerine garanyňda has arzan eýeçilik çykdajylaryny hödürleýän lazerleri döredýär. Mikromehanizasiýa üçin möhüm zat, çykyş şöhlesi diametri bary-ýogy birnäçe mikron bolan kiçi, arassa ýere gönükdirilip bilner, şonuň üçin olar ýokary çözgütli kesmek, kebşirlemek we burglamak üçin idealdyr. Olaryň çykyşlary hem örän çeýe we dolandyrylyp bilner, impuls tizligi bir gezek urmakdan 170 kHz-e çenli üýtgeýär. Ölçeklendirilýän güýç bilen birlikde, bu çalt kesmegi we burglamagy goldaýar.
Şeýle-de bolsa, mikromehanikleşdirmede süýümli lazerleriň mümkin bolan kemçiligi kiçi bölekleriň we/ýa-da inçe, näzik bölekleriň işlenilmegidir. Uzyn (meselem, 50 µs) impuls dowamlylygy gaýtadan dökülen material we kiçi gyralaryň gödekligi ýaly az mukdarda ýylylyk täsir edýän zonanyň (HAZ) döremegine getirýär, bu bolsa käbir gaýtadan işlemegi talap edip biler. Bagtly ýagdaý, täze lazerler - femtosekund çykyş impulslary bolan ultragysga impulsly (USP) lazerler - HAZ meselesini aradan aýyrýar.
USP lazerlerinde kesmek ýa-da burglamak prosesi bilen baglanyşykly goşmaça ýylylygyň köpüsi daş-töweregindäki materiallara ýaýramazdan öň çykarylan galyndylaryň içinde äkidilýär. Pikosekund çykyşly USP lazerleri köpden bäri plastikleri, ýarymgeçirijileri, keramikany we käbir metallary öz içine alýan mikromehanikleşdirme ulanylyşlarynda ulanylýar (pikosekundlar = 10-12 sekunt). Emma adamyň saçynyň ululygyndaky sütünli metal enjamlar üçin metalyň ýokary ýylylyk geçirijiligi we kiçi ölçegi pikosekund lazerleriniň öňki USP lazerleriniň gymmatynyň ýokarlanmagyny dogry hasaplaýan gowulandyrylan netijeleri hemişe bermeýändigini aňladýar. Bu indi senagat derejeli femtosekund lazerleriniň peýda bolmagy bilen üýtgedi (femtosekund = 10-15 sekunt). Mysal üçin, Coherent Inc.-iň Monako lazer seriýasyny görkezmek bolar. Süýümli lazerler ýaly, olaryň çykyşy infragyzyl ýagtylyga golaý, bu bolsa olaryň lukmançylyk enjamlarynda ulanylýan ähli metallary, şol sanda poslamaýan polat, platina, altyn, magniý, kobalt-hrom, titan we başgalary, şeýle hem metal dälleri kesip ýa-da burgup biljekdigini aňladýar. Gysga impuls dowamlylygynyň we pes impuls energiýasy termal zyýanyň (HAZ) öňüni alýar, ýokary (MHz) gaýtalanma tizligi köp gymmatly lukmançylyk enjamlary üçin tygşytly geçirijilik tizligini üpjün edýär.
Elbetde, biziň pudagymyzda hiç kimiň diňe bir lazere mätäçligi ýok diýen ýaly. Onuň ýerine, olara lazer esasly enjam gerek we häzirki wagtda lukmançylyk enjamlaryny kesmek we deşmek üçin optimizirlenen köp sanly ýöriteleşdirilen enjamlar bar. Mysal üçin, Coherent-iň StarCut Tube seriýasy bolup biler, ol süýümli lazerler, femtosekund lazerleri ýa-da iki lazer görnüşini hem öz içine alýan gibrid wersiýa hökmünde ulanylyp bilner.
Lukmançylyk enjamlarynyň ýöriteleşmegi näme aňladýar? Bu enjamlaryň köpüsi ýörite dizaýnlara esaslanyp çäkli tapgyrlarda öndürilýär. Şonuň üçin çeýelik we ulanmagyň aňsatlygy esasy meseleler bolup durýar. Köp enjamlar billetlerden öndürilse-de, käbir bölekleri tekiz billetlerden takyk işlenmelidir; şol bir enjam öz gymmatyny ýokarlandyrmak üçin ikisini hem dolandyrmalydyr. Bu zerurlyklary adatça köp okly CNC dolandyrylýan (xyz we aýlanýan) hereketi we ýönekeý programmirleme we dolandyryş üçin ulanyjy üçin amatly HMI üpjün etmek arkaly kanagatlandyrylýar. StarCut Tube ýagdaýynda, täze turba ýükleme moduly opsiýasy uzynlygy 3 metre çenli turbalar üçin gapdal ýükleme magazini (StarFeed diýlip atlandyrylýar) we kesilen önümler üçin sortlaýjy bilen gelýär, bu bolsa doly awtomatlaşdyrylan önümçiligi üpjün edýär.
Bu maşynlaryň proses çeýeligi çygly we gurak kesmek üçin goldaw we kömekçi gaz talap edýän prosesler üçin aňsatlyk bilen sazlanyp bolýan eltiji nozullary bilen has-da ýokarlanýar. Giňişlik çözgüdi örän kiçi bölekleri işläp taýýarlamak üçin hem aýratyn möhümdir, bu bolsa termomehaniki durnuklylygyň maşyn sehlerinde ýygy-ýygydan duş gelýän titremeleriň täsirini aradan aýyrýandygyny aňladýar. StarCut Tube toplumy tutuş kesiji polku köp sanly granit elementleri bilen gurmak arkaly bu zerurlygy kanagatlandyrýar.
“NPX Medical” lukmançylyk enjamlaryny öndürijilere dizaýn, inženerçilik we takyk lazer kesiş hyzmatlaryny hödürleýän täze şertnamalaýyn önüm öndürijidir. 2019-njy ýylda esaslandyrylan kompaniýa, stentler, implantlar, klapan stentleri we çeýe eltme turbalary ýaly dürli hirurgiki amallar üçin dürli enjamlary goldaýar we senagatda ýokary hilli önümler we jogapkärlik üçin abraý gazandy. Onuň esasy lazer kesijisi ortaça 200 watt kuwwatly “StarFiber 320FC” bolan “StarCut Tube 2+2”-dir. “NPX”-iň esaslandyryjylarynyň biri bolan Maýk Brenzel, “esaslandyryjylar lukmançylyk enjamlaryny dizaýn etmek we öndürmek boýunça köpýyllyk tejribäni - jemi 90 ýyldan gowrak tejribesini getirýärler” diýip düşündirdi we öň “StarCut” ýaly maşynlar bilen süýüm lazerlerini ulanýan tejribeli boldy. Işlerimiziň köpüsi “Nitinol” kesiş bilen baglanyşykly we biz süýüm lazerleriniň bize gerek bolan tizligi we hili üpjün edip biljekdigini eýýäm bilýäris. Galyň diwarly turbalar we ýürek klapanlary ýaly enjamlar üçin bize tizlik gerek we USP lazeri biziň zerurlyklarymyz üçin gaty haýal bolup biler. Mundan başga-da uly möçberdäki önümçilik sargytlaryna çenli – biz kiçi bölekler boýunça ýöriteleşýäris – diňe 5-den 150 bölek aralygynda – maksadymyz bu kiçi tapgyrlaýyn işleri, şol sanda dizaýn, programmirleme, kesmek, şekillendirmek, gaýtadan işlemek we barlag işlerini birnäçe günüň içinde tamamlamak, bu bolsa uly kompaniýalar üçin sargyt berlenden soňky hepdeler bilen deňeşdirilende has köp wagt alýar.” Tizligi agzamakdan başga-da, Brenzel maşynyň ygtybarlylygyny esasy artykmaçlyk hökmünde belläp geçdi, soňky 18 aýyň dowamynda diýen ýaly üznüksiz işlemegiň dowamynda bir gezek hem hyzmat çagyryşyny talap etmedi.
2-nji surat. NPX dürli gaýtadan işlemegiň wariantlaryny hödürleýär. Bu ýerde görkezilen material 5 mm OD we 0,254 mm diwar galyňlygy bolan T316 poslamaýan polatdyr. Çep bölegi kesilen/mikroblastly, sag bölegi bolsa elektropolirowkaly.
Nitinol böleklerinden başga-da, kompaniýa kobalt-hrom erginlerini, tantal erginlerini, titan erginlerini we lukmançylyk üçin niýetlenen polatlaryň köp görnüşlerini giňden ulanýar. Lazer işläp bejeriş müdiri Jeff Hansen şeýle düşündirýär: “Maşyn çeýeligi başga bir möhüm artykmaçlyk bolup, bize turba we tekiz ýaly dürli materiallary kesmegi goldamaga mümkinçilik berýär. Şöhläni 20 mikronly nokada gönükdirip bileris, bu bolsa has köp adamlar üçin peýdalydyr. Inçe turbalar örän peýdalydyr. Bu turbalaryň käbiri diňe 0,012 дюйm ID we iň täze süýümli lazerleriň iň ýokary güýjüniň ortaça güýje bolan ýokary gatnaşygy kesiş tizligmizi iň ýokary derejä çykarýar we şol bir wagtyň özünde islenýän gyra hilini üpjün edýär. Daşky diametri 1 dýuýma çenli bolan has uly önümleriň tizligine hökman mätäçligimiz bar.”
Takyk kesmekden we çalt jogap bermekden başga-da, NPX şeýle hem gaýtadan işlemek tehnologiýalarynyň doly toplumyny, şeýle hem pudakdaky giň tejribesinden peýdalanýan toplumlaýyn dizaýn hyzmatlaryny hödürleýär. Bu usullara elektropollamak, çäge bilen örtmek, duzlamak, lazer bilen kebşirlemek, gyzgynlyk sazlamak, şekillendirmek, passiwirlemek, Af temperatura synagy we ýadawlyk synagy girýär, bularyň hemmesi Nitinol enjamyny öndürmek üçin möhümdir. Brenzeliň aýtmagyna görä, gyralaryň gutarnyklylygyny dolandyrmak üçin gaýtadan işlemek ulanmak, "köplenç ýokary ýadawlykly ýa-da pes ýadawlykly ulanyş barada gürrüň edýändigimize baglydyr. Mysal üçin, ýürek klapany ýaly ýokary ýadawlykly bölek gaýtadan işlemek hökmünde ömrüniň dowamynda milliard gezek egilip biler. Ädim hökmünde, ähli gyralaryň radiusyny artdyrmak üçin çäge bilen örtmek ulanmak möhümdir. Emma eltip bermek ulgamlary ýa-da ýol görkeziji simler ýaly pes ýadawlykly bölekler köplenç giňişleýin gaýtadan işlemegi talap etmeýär." Brenzeliň düşündirişi ýaly, dizaýn tejribesi babatda häzirki wagtda müşderileriň dörtden üç bölegi FDA-nyň tassyklamasyny almakda NPX-iň kömeginden we başarnyklaryndan peýdalanmak üçin dizaýn hyzmatlaryny ulanýarlar. Kompaniýa "salfetka eskizi" konsepsiýasyny gysga wagtyň içinde gutarnykly görnüşde önüme öwürmekde örän ussat.
“Motion Dynamics” (Fruitport, MI) kompaniýasy müşderileriň meselelerini, nähili çylşyrymly ýa-da mümkin däl ýaly görünse-de, iň gysga wagtda çözmek maksady bilen ýörite kiçijik ýazlary, lukmançylyk spirallaryny we sim toplumlaryny öndürýän kompaniýadyr. Lukmançylyk enjamlarynda, esasan, newro-damar hirurgiýasy üçin çylşyrymly toplumlara, şol sanda “çekilýän sim” toplumlaryny öz içine alýan dolandyrylýan kateter enjamlary ýaly ulanylyşlar üçin ýokary hilli sim toplumlarynyň dizaýnyna, önümçiligine we ýygnamagyna ünsi çekýär.
Öň belläp geçişimiz ýaly, süýümli ýa-da USP lazerini saýlamak inženerçilik islegine, şeýle hem goldanylýan enjamlaryň we prosesleriň görnüşine baglydyr. “Motion Dynamics” kompaniýasynyň prezidenti Kris Witham şeýle düşündirdi: “Newro-damar önümlerine ýokary derejede gönükdirilen biznes modeline esaslanyp, biz dizaýn, ýerine ýetiriş we hyzmat etmekde tapawutlandyrylan netijeleri berip bileris. Biz diňe öz içimizde ulanýan komponentlerimizi öndürmek üçin lazer kesmegi ulanýarys. , biziň hünärimize we abraýymyza öwrülen ýokary gymmatly, “kyn” komponentleri öndürmek üçin; biz lazer kesmegi şertnama hyzmaty hökmünde hödürlemeýäris. Biz ýerine ýetirýän lazer kesişleriniň köpüsiniň USP lazerleri bilen iň gowy ýerine ýetirilýändigini anykladyk we köp ýyllaryň dowamynda men bu lazerleriň biri bilen StarCut Tube ulanýaryn. Önümlerimize bolan güýçli isleg sebäpli, günde iki gezek 8 sagatlyk, käwagt hatda üç gezek hem işleýäris we 2019-njy ýylda bu ösüşi goldamak üçin başga bir StarCut Tube satyn almaly bolýarys. Emma bu gezek biz femtosekund USP lazerleriniň we süýümli lazerleriň täze gibrid modelleriniň birini saýlamagy karar berdik. Biz ony StarFeed bilen hem jübütledik. ýükleýji/düşekleýji, şonuň üçin kesmegi doly awtomatlaşdyryp bileris – operator diňe boşlugy goýdy. Turba iýmitlendiriji enjama ýüklenýär we önümiň programma üpjünçiliginiň işleýiş programmasy işe girizilýär.
3-nji surat. Bu çeýe poslamaýan polatdan ýasalan turba (galam pozujynyň ýanynda görkezilen) Monako femtosekund lazeri bilen kesildi.
Withamyň sözüne görä, olar käte enjamy tekiz kesmek üçin ulansalar-da, wagtlarynyň 95 göterimden gowragyny dolandyryp bolýan kateter gurluşlary üçin silindrik önümleri, ýagny gipotubkalary, spirallary we spirallary, şol sanda profilli uçlary we kesilen deşikleri kesmek üçin öndürmäge ýa-da üýtgetmäge sarp edýärler. Bu komponentler ahyrsoňy anewrizmany bejermek we tromblary aýyrmak ýaly amallarda ulanylýar. Bu bolsa, poslamaýan polat, arassa altyn, platina we nitinol ýaly dürli metallarda lazer kesijileri ulanmagy talap edýär.
4-nji surat. Hereket dinamikasy lazer bilen kebşirlemegi hem giňden ulanýar. Ýokarda, spiral lazer bilen kesilen turba kebşirlendi.
Lazer wariantlary nähili? Witham öz bölekleriniň köpüsi üçin ajaýyp gyra hiliniň we minimal kerfleriň möhümdigini düşündirdi, şonuň üçin olar ilki başda USP lazerlerini saýladylar. Mundan başga-da, kompaniýanyň ulanýan materiallarynyň hiç birini bu lazerleriň biri bilen kesip bolmaýar, şol sanda käbir önümlerinde radiopaq markerleri hökmünde ulanylýan kiçijik altyn bölekleri. Emma ol süýümli lazerler we USP-ler ýaly täze gibrid wariantlaryň tizlik/gyra hili meselelerini optimizirlemekde has köp çeýelik berýändigini sözüne goşdy. “Süýümli optikanyň has ýokary tizlikleri üpjün edip biljekdigine şübhe ýok” - diýdi ol. “Emma biziň aýratyn ulanylyş ugurymyz sebäpli, bu adatça himiki we ultrases arassalamak ýa-da elektropollamak ýaly post-işleýişiň bir görnüşini aňladýar. Şonuň üçin gibrid maşynyň bolmagy bize umumy prosesiň haýsysyny saýlamaga mümkinçilik berýär - ýeke USP ýa-da süýümli we post-işleýiş işlemegi - her bir bölek üçin iň gowusy. Bu bize şol bir bölegiň gibrid işleniş mümkinçiligini öwrenmäge mümkinçilik berýär, esasanam uly diametrler we diwar galyňlyklary gatnaşýan ýerlerde: hatda süýümli lazerler bilen çalt kesmek, Soňra inçe kesmek üçin femtosekund lazerini ulanyň.” Ol USP lazeriniň özleriniň ilkinji saýlawy bolmagynda galjakdygyna garaşýar, sebäbi olaryň lazer kesişleriniň köpüsinde diwar galyňlygy 4 bilen 6 müň aralygynda bolýar, emma olaryň diwar galyňlygy 1-20 müň aralygynda bolýar.
Netijede, lazer bilen kesmek we burawlamak dürli lukmançylyk enjamlaryny öndürmekde esasy proseslerdir. Häzirki wagtda esasy lazer tehnologiýasyndaky ösüşler we senagatyň aýratyn zerurlyklary üçin konfigurirlenen ýokary derejede optimizirlenen enjamlar sebäpli bu prosesleri ulanmak has aňsat we öňküden has gowy netijeleri berýär.