Kiudlaserid, millel on suhteliselt madal hind, skaleeritav võimsus ja kõrge töökindlus, on meditsiiniseadmete tootmistööstuses juba aastaid domineerinud lõikamis- ja puurimisrakendustes. Femtosekundilised laserid pakuvad lõikekvaliteedi osas olulisi eeliseid, kuid neil on pikk ajalugu...
Kiudlaserid, millel on suhteliselt madal hind, skaleeritav võimsus ja kõrge töökindlus, on meditsiiniseadmete tootmistööstuses juba aastaid domineerinud lõikamis- ja puurimisrakendustes. Femtosekundilised laserid pakuvad suuri eeliseid lõikekvaliteedi osas, kuid pikka aega on nad võistelnud vaid väikese turuosa pärast. Kuid nagu graafik näitab, näitavad Coherent torulõikesüsteemide müüginumbrid selles olukorras äkilist ja äärmiselt kiiret muutust. Vaatame, mis põhjustab femtosekundiliste laserite turuosa dramaatilist kasvu võrreldes kiudlaseritega.
Femtosekundiliste (fs) laserite kasutamine materjali töötlemiseks on juba ammu teadaolevalt pakkunud mitmeid ainulaadseid eeliseid. Tavaliste laserite, näiteks kiudlaserite puhul on enamik materjalide koostoimeid fototermilised, mis loob kuumusest mõjutatud tsooni (HAZ). Täppisrakendustes piirab see detailide minimaalset suurust, mida saab puhtalt töödelda ilma sulamiseta, võib põhjustada lubamatuid funktsionaalseid või kosmeetilisi kahjustusi ning sageli nõuab see ka mehaanilist järeltöötlust (nt jäme eemaldamine, käsitsi poleerimine või hõõritamine). Seevastu femtosekundilised laserid annavad impulsse, mis võivad olla mitu suurusjärku lühemad ja millel on palju suurem tippvõimsus, võimaldades materjali hetkelist aurustumist enne soojuse ülekandmist detailile. See lõige on täpsem ja suhteliselt lahedam, valmistades väiksemaid osi ilma uuesti valatud prahita ja seega ilma lihvimise või poleerimiseta. Lisaks sobib see meetod osade jaoks, mis on valmistatud peaaegu igast materjalist, sealhulgas segamaterjalidest, nagu polümeer/metallkatted.
Peenemate detailidega miniatuursed seadmed (nt raamid)
Kasvav turunõudlus väiksemate, õhema seinaga komponentide ja suurema lõikedetailidega (nt perifeersed stendid, hipokampus, minimaalselt invasiivsed tööriistad jne) meditsiiniseadmete järele on viimasel ajal suuresti kaasa aidanud femtosekundilise lasertöötluse turuosa suurenemisele. Oleme näinud seda eriti seadmete puhul, mis on konfigureeritud selliste torude lõikamise geomeetriate jaoks, nagu ülal näidatud. Lisaks on oluliseks edasiviivaks teguriks ka keerukamate ja kallimate materjalide kasutamine. Näiteks võib tuua magneesiumi bioabsorbeeruvad stendid, mille järeltöötlus pärast fiiberlaseriga töötlemist võib vähendada nende saagist kuni 50 protsenti, samas kui femtosekundiline laserlõikus ei vaja järeltöötlust. Teised tööstusharud (nt kuvarid/elektroonika) võtavad seda tehnoloogiat järk-järgult kasutusele, luues täiendava turunõudluse, mis sunnib laseritootjaid arendama täiustatud femtosekundi lasersüsteeme ja masinaid.
Kus femtosekundilised laserid arenevad – suurem võimsus, madalam hind vati kohta
Tegelikult on femtosekundilised laserid jõudluse, ökonoomsuse ja töökindluse osas jõudnud täiesti uuele küpsustasemele. Võimsus on eriti oluline jõudlusparameeter, kuna see määrab otseselt tootmismahu ning Coherenti Monaco seeria on osa femtosekundiliste laserite uuest põlvkonnast, mis on suurendanud oma maksimaalset võimsust pidevalt alla 20 W-lt enam kui 60 W-ni kogu perioodi jooksul. müügitabel. Ka enamiku femtosekundiliste laserite vati hind on viimasel ajal langenud. Selle tulemusena ei saa need laserid mitte ainult aidata suurendada läbilaskevõimet, vaid ka vähendada osa maksumust. Varasemaid Monaco mudeleid on mitu aastat kasutatud nõudlikes 24/7 tootmiskeskkondades, mis toob esile femtosekundiliste laserite suurema töökindluse, mis omakorda aitab vähendada kogu omamiskulusid. Koos kulude kokkuhoiuga, mis saavutatakse mehaaniliste järeltöötlusetappide välistamisega, võib see olla mõne täppislõiketöö jaoks väga kuluefektiivne.
Sujuv automatiseeritud masinad
Tõsi, enamik meditsiiniseadmete tootjaid ei taha mitte lihtsalt laserit, vaid terviklikku lasersüsteemi. Viimane samm selle visiooni elluviimisel on täiustatud femtosekundiliste laserite turule toomine. Femtosekundilised laserid võimaldavad sujuvalt automatiseeritud osade käsitsemist ja jälgimist koos hõlpsasti kasutatava tarkvaraga, mis ei nõua alustamiseks ulatuslikku koolitust ega teadmisi. See annab kasutajatele paindlikkuse, et kiiresti väikeste partiidena erinevate masinate vahel ümber lülituda või suure mahuga komponente pikka aega järelevalveta kasutada. Selle näiteks on Coherentsi StarCut Tube masinate seeria, mis sisaldab uut operatsioonitarkvara: Coherenti frameWork lasertarkvara.
See taandub sellele: kas ma peaksin valima kiudlaseri või femtosekundilise laseri või mõlemad?
Tänapäeval on meditsiiniseadmeid tootva tööstuse kõigi jaoks üks peamisi väljakutseid uue masina ostmisel otsustada femtosekundilise laseri ja fiiberopseri vahel. Kiudlaseritel on ka suur eelis, kuna neil on suurema saadaoleva võimsuse tõttu võimalik lõigata kiiremini ja lõigata paksemaid osi. Kuid õhemate osade puhul on võimsuse ja kiiruse eelised sageli oluliselt vähenenud, kuna on vaja vähendada korduste sagedust ja vältida kogunenud termilisi kahjustusi. Nii et lõppkokkuvõttes sõltub kõige sobivama laseri valik konkreetsest rakendusest.
Seetõttu on meditsiiniseadmete lõikamiseks kasutatavate uute laserite jaoks nüüd võimalik valida kas femtosekundiline laser või kiudlaser või isegi nende kombinatsioon. Viimase variandi puhul saavad kasutajad sujuvalt kahe laseri vahel lülituda isegi üksikute tööde puhul, sest on olukordi, kus fiiberlaseriga lõikamine võib olla säästlikum kui femtosekundilise laseriga (ja vastupidi).
