Kuitulaserit suhteellisen alhaisilla kustannuksillaan, skaalautuvalla tehollaan ja korkealla luotettavuudellaan ovat dominoineet leikkaus- ja poraussovelluksia lääketieteellisten laitteiden valmistusteollisuudessa useiden vuosien ajan. Femtosekuntilaserit tarjoavat merkittäviä etuja leikkauslaadun suhteen, mutta niillä on pitkä historia...
Kuitulaserit suhteellisen alhaisilla kustannuksillaan, skaalautuvalla tehollaan ja korkealla luotettavuudellaan ovat dominoineet leikkaus- ja poraussovelluksia lääketieteellisten laitteiden valmistusteollisuudessa useiden vuosien ajan. Femtosekuntilaserit tarjoavat suuria etuja leikkauslaadun suhteen, mutta ne ovat pitkään kilpailleet vain pienestä markkinaosuudesta. Kuitenkin, kuten kaavio osoittaa, Coherent-putkenleikkausjärjestelmien myyntiluvut osoittavat äkillisen ja erittäin nopean muutoksen tässä tilanteessa. Katsotaanpa, mikä ajaa femtosekuntilaserien markkinaosuuden dramaattista kasvua kuitulasereihin verrattuna.
Femtosekuntien (fs) lasereiden käytön materiaalinkäsittelyssä on pitkään tiedetty tarjoavan useita ainutlaatuisia etuja. Perinteisillä lasereilla, kuten kuitulasereilla, suurin osa materiaalien vuorovaikutuksista on fototermistä, mikä luo lämpövaikutusalueen (HAZ). Tarkkuussovelluksissa tämä rajoittaa puhtaasti sulamatta työstettävien osien vähimmäiskokoa, voi johtaa ei-hyväksyttäviin toiminnallisiin tai kosmeettisiin vaurioihin ja vaatii usein myös mekaanista jälkikäsittelyä (esim. purseenpoisto, manuaalinen kiillotus tai kalvaus). Sitä vastoin femtosekuntilaserit tarjoavat pulsseja, jotka voivat olla useita suuruusluokkia lyhyempiä ja joilla on paljon suurempi huipputeho, mikä mahdollistaa materiaalin välittömän haihtumisen ennen kuin lämpö siirtyy osaan. Tämä leikkaus on tarkempi ja suhteellisen viileä, ja se tuottaa pienempiä osia ilman uudelleenvalujätettä ja siksi ilman hiontaa tai kiillotusta. Lisäksi tämä menetelmä soveltuu osille, jotka on valmistettu käytännöllisesti katsoen mistä tahansa materiaalista, mukaan lukien sekamateriaalit, kuten polymeeri/metallipinnoitteet.
Pienoistetut laitteet, joissa on tarkemmat yksityiskohdat (esim. kehykset)
Kasvava markkinakysyntä lääketieteellisille laitteille, joissa on pienempiä, ohuempiseinäisiä komponentteja ja leikkausyksityiskohtia (esim. perifeeriset stentit, Hippokampus, minimaalisesti invasiiviset työkalut jne.), on vaikuttanut suuresti viime aikoina lisääntyneeseen markkinaosuuteen femtosekuntien laserkäsittelyssä. Olemme nähneet tämän erityisen pätevän laitteille, jotka on konfiguroitu edellä esitetyn kaltaisille putkenleikkausgeometrioille. Lisäksi haastavampien ja kalliimpien materiaalien käyttö on myös tärkeä liikkeellepaneva tekijä. Esimerkkinä ovat magnesiumin bioabsorboituvat stentit, joissa kuitulaserkäsittelyn jälkeinen jälkikäsittely voi vähentää niiden tuottoa jopa 50 prosenttia, kun taas femtosekunnin laserleikkaus ei vaadi jälkikäsittelyä. Muut teollisuudenalat (esim. näytöt/elektroniikka) ottavat vähitellen käyttöön tätä tekniikkaa, mikä luo lisäkysyntää markkinoille, mikä saa laservalmistajat edelleen kehittämään edistyneitä femtosekuntilaserjärjestelmiä ja -koneita.
Femtosekuntilaserit kehittyvät - Suurempi teho, alhaisemmat kustannukset wattia kohden
Itse asiassa femtosekuntilaserit ovat saavuttaneet aivan uuden kypsyyden tason suorituskyvyn, talouden ja luotettavuuden suhteen. Teho on erityisen tärkeä suorituskykyparametri, koska se määrittää suoraan tuotantomäärät, ja Coherentin Monaco-sarja on osa uuden sukupolven femtosekuntilasereita, jotka ovat lisänneet maksimitehoaan jatkuvasti alle 20 watista yli 60 wattiin ohjelman kattaman ajanjakson aikana. myyntikaavio. Useimpien femtosekuntilaserien wattihinta on myös laskenut viime aikoina. Tämän seurauksena nämä laserit voivat auttaa lisäämään suorituskykyä, mutta myös alentamaan kustannuksia per osa. Aiempia Monacon malleja on käytetty useiden vuosien ajan vaativissa 24/7 tuotantoympäristöissä, mikä korostaa femtosektilaserien korkeampaa luotettavuutta, mikä puolestaan auttaa vähentämään kokonaiskustannuksia. Yhdessä mekaanisten jälkikäsittelyvaiheiden eliminoinnista saavutettujen kustannussäästöjen kanssa tämä voi olla erittäin kustannustehokasta joissakin tarkkuusleikkaustehtävissä.
Virtaviivaiset automatisoidut koneet
On totta, että useimmat lääkinnällisten laitteiden valmistajat eivät halua vain laseria, vaan täydellisen laserjärjestelmän. Viimeinen askel tämän vision toteuttamisessa on edistyneiden femtosekuntilaserien tuominen markkinoille. Femtosekuntilaserit mahdollistavat virtaviivaisen automatisoidun osien käsittelyn ja valvonnan sekä helppokäyttöisen ohjelmiston, joka ei vaadi laajaa koulutusta tai asiantuntemusta aloittaakseen. Tämä antaa käyttäjille joustavuuden vaihtaa nopeasti eri koneiden välillä pienissä erissä tai käyttää suuria komponentteja ilman valvontaa pitkiä aikoja. Esimerkki tästä on Coherentin StarCut Tube -konesarja, joka sisältää uuden käyttöohjelmiston: Coherentin frameWork-laserohjelmiston.
Se johtuu tästä: pitäisikö minun valita kuitulaser vai femtosekunnin laser vai molemmat?
Nykyään kenen tahansa lääkinnällisten laitteiden valmistajan yksi suurimmista haasteista uuden koneen hankinnassa on valita femtosekuntilaserin ja kuitulaserin välillä. Kuitulasereilla on myös suuri etu, että ne pystyvät leikkaamaan nopeammin ja leikkaamaan paksumpia osia suuremman tehonsa ansiosta. Ohuemmissa osissa teho- ja nopeusetu on kuitenkin usein pienentynyt huomattavasti, koska on tarpeen vähentää toistotiheyttä ja välttää kertyviä lämpövaurioita. Joten loppujen lopuksi sopivimman laserin valinta riippuu todellakin tietystä sovellusskenaariosta.
Tästä johtuen uusiin lääkinnällisten laitteiden leikkaamiseen käytettäviin lasereihin on nyt mahdollista valita joko femtosekuntilaser tai kuitulaser tai jopa molempien yhdistelmä. Jälkimmäisellä vaihtoehdolla käyttäjät voivat vaihtaa saumattomasti kahden laserin välillä jopa yksittäisissä töissä, koska on tilanteita, joissa kuitulaserilla leikkaaminen voi olla taloudellisempaa kuin femtosekunnin laserilla (ja päinvastoin).
