Šķiedru lāzeri ar to salīdzinoši zemajām izmaksām, mērogojamu jaudu un augstu uzticamību daudzus gadus ir dominējuši griešanas un urbšanas lietojumos medicīnas ierīču ražošanas nozarē. Femtosekundes lāzeri piedāvā ievērojamas priekšrocības griezuma kvalitātes ziņā, taču tiem ir sena vēsture...
Šķiedru lāzeri ar to salīdzinoši zemajām izmaksām, mērogojamu jaudu un augstu uzticamību daudzus gadus ir dominējuši griešanas un urbšanas lietojumos medicīnas ierīču ražošanas nozarē. Femtosekundes lāzeri piedāvā lielas priekšrocības griezuma kvalitātes ziņā, taču ilgu laiku tie ir konkurējuši tikai par nelielu tirgus daļu. Tomēr, kā redzams grafikā, Coherent cauruļu griešanas sistēmu pārdošanas rādītāji liecina par pēkšņu un ārkārtīgi strauju šīs situācijas maiņu. Apskatīsim, kas veicina femtosekundes lāzeru tirgus daļas dramatisko pieaugumu salīdzinājumā ar šķiedru lāzeriem.
Jau sen zināms, ka femtosekundes (fs) lāzeru izmantošana materiālu apstrādei piedāvā vairākas unikālas priekšrocības. Ar parastajiem lāzeriem, piemēram, šķiedru lāzeriem, lielākā daļa materiālu mijiedarbības ir fototermiskas, kas rada siltuma ietekmēto zonu (HAZ). Precīzijas lietojumos tas ierobežo to detaļu minimālo izmēru, kuras var tīri apstrādāt bez kausēšanas, var izraisīt nepieņemamus funkcionālus vai kosmētiskus bojājumus, kā arī bieži ir nepieciešams arī mehānisks pēcapstrādes darbs (piemēram, atsērēšana, manuāla pulēšana vai rīvēšana). Turpretim femtosekundes lāzeri nodrošina impulsus, kas var būt par vairākām kārtām īsāki un kuriem ir daudz lielāka maksimālā jauda, ļaujot materiālam momentāni iztvaikot, pirms siltums tiek nodots daļai. Šis griezums ir precīzāks un salīdzinoši vēsāks, ražojot mazākas detaļas bez pārstrādes atkritumiem un tāpēc bez slīpēšanas vai pulēšanas. Turklāt šī metode ir piemērota detaļām, kas izgatavotas no praktiski jebkura materiāla, tostarp jauktiem materiāliem, piemēram, polimēru/metāla pārklājumiem.
Miniatūras ierīces ar smalkākām detaļām (piemēram, rāmji)
Pieaugošais tirgus pieprasījums pēc medicīniskām ierīcēm ar mazākām, plānākām sienām un vairāk griešanas detaļām (piemēram, perifērie stenti, hipokamps, minimāli invazīvi instrumenti utt.) ir lielā mērā veicinājis neseno femtosekundes lāzera apstrādes tirgus daļas pieaugumu. Mēs esam redzējuši to īpaši attiecībā uz ierīcēm, kas konfigurētas cauruļu griešanai, piemēram, iepriekš parādītajai. Turklāt sarežģītāku un dārgāku materiālu izmantošana ir arī svarīgs virzošais faktors. Piemērs ir magnija bioabsorbējamie stenti, kur pēcapstrāde pēc šķiedru lāzera apstrādes var samazināt to iznākumu līdz pat 50 procentiem, savukārt femtosekundes lāzergriešanai nav nepieciešama pēcapstrāde. Citas nozares (piemēram, displeji/elektronika) pakāpeniski izmanto šo tehnoloģiju, radot papildu tirgus pieprasījumu, kas vēl vairāk liek lāzeru ražotājiem izstrādāt progresīvas femtosekundes lāzeru sistēmas un iekārtas.
Kur attīstās femtosekundes lāzeri - lielāka jauda, zemākas izmaksas par vatu
Faktiski femtosekundes lāzeri ir sasnieguši pilnīgi jaunu brieduma līmeni veiktspējas, ekonomiskās un uzticamības ziņā. Jauda ir īpaši svarīgs veiktspējas parametrs, jo tas tieši nosaka ražošanas apjomus, un Coherent's Monaco sērija ir daļa no jaunās paaudzes femtosekundes lāzeriem, kas ir nepārtraukti palielinājuši savu maksimālo jaudu no mazāk nekā 20 W līdz vairāk nekā 60 W laika posmā, ko aptver pārdošanas diagramma. Arī lielākās daļas femtosekundes lāzeru izmaksas par vatu nesen ir samazinājušās. Rezultātā šie lāzeri var ne tikai palīdzēt palielināt caurlaidspēju, bet arī samazināt vienas daļas izmaksas. Agrākie Monaco modeļi vairākus gadus tika izmantoti prasīgās 24/7 ražošanas vidēs, izceļot femtosekundes lāzeru augstāko uzticamību, kas savukārt palīdz samazināt kopējās īpašuma izmaksas. Apvienojumā ar izmaksu ietaupījumu, kas tiek panākts, novēršot mehāniskās pēcapstrādes darbības, tas var būt ļoti rentabls dažiem precīzas griešanas uzdevumiem.
Racionalizētas automatizētas iekārtas
Tā ir taisnība, ka lielākā daļa medicīnas ierīču ražotāju vēlas ne tikai lāzeru, bet gan pilnīgu lāzeru sistēmu. Pēdējais solis šīs vīzijas īstenošanā ir progresīvu femtosekundes lāzeru ieviešana tirgū. Femtosekundes lāzeri nodrošina racionalizētu automatizētu detaļu apstrādi un uzraudzību, kā arī viegli lietojamu programmatūru, kuras sākšanai nav nepieciešama plaša apmācība vai zināšanas. Tas sniedz lietotājiem elastību, lai ātri pārslēgtos starp dažādām iekārtām nelielās partijās vai darbinātu liela apjoma komponentus bez uzraudzības ilgu laiku. piemērs tam ir Coherent's StarCut Tube iekārtu sērija, kurā ir iekļauta jauna operētājsistēma: Coherent's frameWork lāzera programmatūra.
Tas nozīmē: vai man izvēlēties šķiedru lāzeru vai femtosekundes lāzeru, vai abus?
Mūsdienās ikvienam medicīnas ierīču ražošanas nozarē viens no lielākajiem izaicinājumiem jaunas iekārtas iegādē ir izšķiršanās starp femtosekundes lāzeru un šķiedru lāzeru. Šķiedru lāzeriem ir arī galvenā priekšrocība, jo tie spēj griezt ātrāk un sagriezt biezākas daļas, jo tiem ir lielāka pieejamā jauda. Tomēr plānākām daļām jaudas un ātruma priekšrocības bieži tiek ievērojami samazinātas, jo ir jāsamazina atkārtojumu biežums un jāizvairās no uzkrātiem termiskiem bojājumiem. Tātad galu galā vispiemērotākā lāzera izvēle patiešām ir atkarīga no konkrētā pielietojuma scenārija.
Šī iemesla dēļ jaunajiem lāzeriem, ko izmanto medicīnas ierīču griešanai, tagad ir iespējams izvēlēties vai nu femtosekundes lāzeru, vai šķiedru lāzeru, vai pat abu kombināciju. Izmantojot pēdējo iespēju, lietotāji var nemanāmi pārslēgties starp diviem lāzeriem, pat veicot atsevišķus darbus, jo ir situācijas, kad griešana ar šķiedru lāzeru var būt ekonomiskāka nekā ar femtosekundes lāzeru (un otrādi).
