往常大多半缔造公司都是经过装备有光纤激光器或超短脉冲(USP)激光器,也有同时装备有光纤激光器或超短脉冲激光器的东西施行金属以及非金属精湛激光切割。咱们在本文将对这两种激光器的不同上风施行评释,并探究两家缔造商怎样哄骗此类激光器。
NPXMedical(位于明尼苏达州普利茅斯)属于一家相当专科的新缔造商,其可为养息器材缔造商供应计算、工程和精湛激光切割效劳。该公司以其高品质的产物和马上呼应熟稔业内马上成立了名誉,该产物可撑持多种器材(包含支架、植入物、瓣膜支架和柔性运送管),用于宛如的多种外科手术干扰(包含神经血管、心脏、肾脏、脊柱、骨科、妇科和胃肠道手术)。
该公司哄骗含有光纤激光器的板滞,为种种器材和安排东西(譬喻支架、植入物和挠性管)供应效劳。MotionDynamics行使聚集USP飞秒激光器以及包含飞秒激光器和光纤激光器在内的最新搀和系统之一的板滞,缔造出要紧用于神经病学的子组件(譬喻“拉线”组件),以举行最大的灵巧性和多成效性。其要紧激光切割机为StarCutTube2+2,装备有均匀功率为W的StarFiberFC。
超短脉冲激光器与光纤激光器
多年来常哄骗固态纳秒激光器(称为DPSS激光器)施行大多半激光微加工。但由于两种齐备不同的激光典型的进展,此刻已齐备改动此种加工方法。跟着最后为电信开采的光纤激光器不休老练,其在很多行业中成为材料处置激光器的主力,且时常输出为近红外波长其胜利的原由在于其具备简洁的体制构造以及简洁的电源可平添性。使得此类激光器紧凑、高度靠得住、易于集成至专用板滞中,而且时常比旧式激光工具备更低的占有成本。关于微加工而言,要紧的是输出光束可聚焦至直径仅几微米的洁白小点上,是以其分外合用于施行高分辩率的切割、焊接和钻孔。其输出亦具备高度灵巧性和能控性,脉冲速度可从单次激励不断至kHz。而且具备可平添成效,撑持马上切割和钻孔。
但光纤激光器在微加工中的潜在缺陷在于其加工小特性和/或浮滑细密部件。长(譬喻50μs)脉冲不断功夫会致使小数热影响区(HAZ)(譬喻重铸材料和褊狭边沿毛糙度),大概需施行一些后处置。走运的是,新式激光器-具备飞秒输出脉冲的超短脉冲激光器(USP)-可消除热影响区题目。
哄骗USP激光器,可在喷发出的碎片散布至四周物资前带走切割或钻孔经过中形成的大部份额外热量。具备皮秒输出的USP激光器持久以来用于触及塑料、半导体、陶瓷以及某些金属微加工运用中(皮秒=10-12秒)。但关于具备像人类头发般细的支撑的金属器材,金属的高热导率以及褊狭尺寸象征着皮秒激光器并不老是能供应更好的后果,这可表明初期USP激光器成本的补充属于正当补充。跟着产业级飞秒激光器的浮现(1飞秒=10-15秒),这类情景已赢得改动。譬喻CoherentInc.摩纳哥系列激光器与光纤激光工具备宛如特性,其输出为近红外波长,这象征着其可切割或钻孔养息器材中哄骗的一共金属(包含不锈钢、铂、金、镁、钴铬合金、钛等)以及非金属。即使短脉冲不断功夫和低脉冲能量的聚集可防备热损伤(HAZ),但高(MHz)反复率可保证很多高价钱养息器材的高性价比迷糊速度。
专用激光切割机
自然,在咱们行业中险些无人仅需1台激光器;相悖其需求1台基于激光的板滞,而此刻有很多特意针对养息器材切割和钻孔施行优化的板滞。譬喻来自Coherent公司的StarCutTube系列激光器,其可与光纤激光器、飞秒激光器聚集哄骗,也许将其做为包含两种激光器典型的搀和版本哄骗。
Coherent公司曾做为Medtec华夏展展商,展现其靠得住的激光切割、激光焊接和激光打标等种种处理计划,倘使您也有宛如产物,可以接洽咱们参展插足Medtec华夏展。参展报名请滑至文末点击“赏玩更多”。
咱们所述的养息器材专用是甚么道理?大多半此类器材基于定制计算,以有限的批量将其临盆。是以,灵巧性和易用性为关键思量成分。即使很多器材均由管坯缔造,但也存在某些部件一定用平板材料精湛加工而成;统一台板滞一定同时处置这两种情景,以举行价钱最大化。时常经过供应多轴数控(xyz以及转动)疏通以及简洁编程和操纵的用户交情HMI来知足此类需求。在StarCutTube情景下,新管承载模块选项带实用于3m长管的侧面承载料盒(称为StarFeed),以及用于切割产物的分拣器,同意施行齐备主动化的手动临盆。
经过撑持湿切割和干切割,以及为需扶助气体工艺供应易于调动的运送喷嘴,此类板滞的工艺灵巧性赢得进一步提升。空间分辩率关于加工微小零件特为要紧,这象征着热板滞不乱性可消除板滞车间每每碰到的振荡影响。StarCutTube系列可知足这一需求,其可经过洪量花岗岩元素构造全面切割平台。
NPXMedical-切割不同组件
NPX公司独创人之一MikeBrenzel评释称,“公司独创人在养息器材计算和缔造方面具备多年充分阅历-一共高出90年-以及哄骗光纤激光器的宛如StarCut板滞的阅历。咱们的很多办事触及镍钛诺切割,而且咱们明白光纤激光器将供应咱们所需的速度和品质。由于USP激光器速渡过慢,大概没法知足咱们所需的厚壁管和做战(譬喻心脏瓣膜)速度。除巨额量临盆定单外-咱们特意临盆小数量零件-仅5至件-咱们的目的是在短功夫内(几天)结尾此类小数量的齐备周转,此中包含计算、编程、切割、成型、后处置和测验,而至公司大概需求鄙人定单后几周内将其结尾。除速度外,Brenzel还提到该板滞的靠得住性是其要紧上风,在往时的18个月里,其险些陆续运转,无需叫唤任何效劳
图2.NPX供应种种后处置选项。此处显示的材料为T不锈钢,外径为5mm,壁厚为0.mm。左边部份为切割/微喷砂,右边部份为电抛光。
除镍钛合金零件外,该公司还遍及哄骗钴铬合金、钽、钛以及几种医用不锈钢。激光加工司理JeffHansen评释称:“板滞灵巧性为另一项要紧物业,其使咱们可以撑持真实各类化的材料(包含管材和扁平材)切割。关于较薄的管,咱们可将光束聚焦至20微米的点上。某些管内径仅0.英寸而且最新光纤激光器的顶峰值功率与均匀功率之比使咱们的切割速度最大化,同时仍能供应所需的边沿品质。关于外径大概高达1英寸的大型产物,咱们绝对需求提升速度。
除精紧密割和马上呼应外,NPX还供应全套后处置技艺,以及归纳计算效劳,此类效劳模仿其在该行业的充分阅历。此类技艺包含电抛光、喷砂、酸洗、激光焊接、热定形、成型、钝化、Af温度测试和疲惫测试,一共这些都是镍钛诺器材缔造的关键。Brenzel称,哄骗后处置技艺来处置边沿光洁度“时常取决于咱们讨论的是高疲惫仍是低疲惫运用。譬喻心脏瓣膜此类高疲惫零件在其寿命期间大概会委曲10亿次,而在后处置经过中,哄骗喷砂处置来补充一共边沿的半径显得尤其要紧。但关于运送系统或导丝此类低疲惫部件时常无需对其施行洪量的后处置。在计算专科常识方面,Brenzel评释称,此刻多达四分之三的客户除行使NPX的扶助和妙技赢得FDA容许外,而且哄骗其计算效劳。该公司分外长于在短功夫内将“餐巾纸草图”观点转折为最后产物。
MotionDynamics(Futurport,MI)为一家专科临盆定制微型弹簧、医用线圈和电线组件的缔造商,其工做是在尽大概短的功夫内处理客户的题目,不管这些题目有多繁杂或看似不成能。在养息器材方面,其要紧强移用于神经血管手术的繁杂组件,此中包含高品质导线组件的计算、临盆和组装,譬喻包含“拉线”组件在内的可把持导管器材。
MotionDynamics–创造神经病学程序的子组件
如前所述,光纤或USP激光器的筛选属于工程偏好以及所撑持器材和工艺典型的题目。MotionDynamics总裁ChrisWitham评释称,“该公司基于高度专心于神经血管产物的业务形式,咱们可在计算、施行和效劳方面供应不同化的后果。咱们仅哄骗激光切割来临盆咱们在内部哄骗的部件,以缔造高价钱的“窘迫”组件,这已成为咱们的特长和名誉;咱们不供应激光切割做为协定效劳。咱们觉察哄骗USP激光器结尾大多半激光切割能到达最好后果,几年来,咱们一贯哄骗装备有该激光器的StarCutTube。由于咱们产物在商场上具备激烈需求,是以咱们天天举行两次(偶然是三次)8小时轮班制,而且在年,咱们需求购买另一台StarCutTube来撑持这一延长。但此次咱们决计采纳一种新的搀和形式,其带有USP飞秒激光器以及光纤激光器。咱们还将其与StarFeed加载器/卸载器施行配对,云云咱们就可施行齐备主动化切割-操纵员仅需向进料器加载空白试管,并启动该产物的软件操纵程序。
图3.采纳摩纳哥飞秒激光器对此类柔性不锈钢运送管(显示在铅笔橡皮擦傍边)施行切割。
Witham补充称,即使其有时会哄骗板滞施行平切,但95%以上的功夫是用于为其可把持导管组件(即海波管、线圈和螺旋)创造或修正圆柱形产物,包含切割成型顶端和切割孔。此类组件最后用于动脉瘤修理和血凝块废除等手术。需在种种金属上哄骗激光切割机,此中包含不锈钢、纯金、铂和镍钛诺。
图4.MotionDynamics也遍及哄骗激光焊接。上图中,已将线圈焊接知激光切割管上。
激光筛选?Witham评释称,优厚的边沿品质和最小化的暗语其大多半组件的关键,是以其最后更倾向哄骗USP激光器。其余,此类激光器能切割该公司哄骗的一共材料,包含在其某些产物顶用做不透辐射标识的褊狭金成份。但其补充称,新的搀和选项包含光纤激光器以及USP,使其在优化速度/边沿品质题目上更具灵巧性。“毫无疑义,此类光纤激光器可供应更快的速度,”其称。“但由于咱们特别的运用重心,这时常象征着需施行某种典型的后处置,譬喻化学和超声波洗刷或电子抛光。是以,搀和板滞同意咱们筛选集体经过-独自的USP或光纤激光和后处置-为每个组件的最好筛选。其可以使咱们可以谋求搀和加工不异部件的大概性,分外是在触及较大直径和壁厚的情景下:即首先哄骗光纤激光器施行马上切割,而后哄骗飞秒激光器施行细密切割。其估计USP激光器将是其首选,由于即使其碰到的壁厚在1-00之间,但其大多半激光切割触及壁厚在到之间的不锈钢管。
综上所述,激光切割以及钻孔为缔造种种养息器材的关键工序。往常,由于重心激光技艺的提高以及为知足该行业特别需求而设置的高度优化的板滞,此类工艺比往常任何时辰更易于哄骗,并形成更好的成效。
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