Волоконні лазери з їх відносно низькою вартістю, масштабованою потужністю та високою надійністю протягом багатьох років домінували у сферах різання та свердління у виробництві медичних пристроїв. Фемтосекундні лазери пропонують значні переваги щодо якості різання, але мають довгу історію...
Волоконні лазери з їх відносно низькою вартістю, масштабованою потужністю та високою надійністю протягом багатьох років домінували у сферах різання та свердління у виробництві медичних пристроїв. Фемтосекундні лазери пропонують великі переваги щодо якості різання, але протягом тривалого часу вони конкурували лише за невелику частку ринку. Однак, як показано на графіку, показники продажів когерентних систем різання труб вказують на раптову та надзвичайно швидку зміну цієї ситуації. Давайте подивимося, що зумовило різке зростання частки ринку фемтосекундних лазерів порівняно з волоконними.
Давно відомо, що використання фемтосекундних (fs) лазерів для обробки матеріалів має кілька унікальних переваг. У звичайних лазерах, таких як волоконний, більшість взаємодій матеріалів є фототепловими, що створює зону теплового впливу (HAZ). У прецизійних застосуваннях це обмежує мінімальний розмір деталей, які можна чисто обробити без плавлення, може призвести до неприпустимих функціональних або косметичних пошкоджень, і часто вимагає додаткової механічної обробки (наприклад, видалення задирок, ручне полірування або розгортання). Навпаки, фемтосекундні лазери забезпечують імпульси, які можуть бути на кілька порядків коротшими та мають набагато вищу пікову потужність, що дозволяє миттєво випаровувати матеріал перед тим, як тепло передається деталі. Цей розріз є більш точним і відносно холоднішим, виробляючи менші деталі без уламків переробки, а отже, без необхідності шліфування чи полірування. Крім того, цей метод підходить для деталей, виготовлених практично з будь-якого матеріалу, включаючи змішані матеріали, такі як покриття з полімеру та металу.
Мініатюрні пристрої з дрібнішими деталями (наприклад, рамки)
Зростаючий ринковий попит на медичні пристрої з меншими компонентами з тоншими стінками та більшою кількістю ріжучих деталей (наприклад, периферійні стенти, гіпокамп, мініінвазивні інструменти тощо) значною мірою сприяв нещодавньому збільшенню частки ринку обробки фемтосекундним лазером. Ми бачили, що це особливо вірно для пристроїв, налаштованих для геометрії різання труб, як показано вище. Крім того, важливим рушійним фактором є використання більш складних і дорогих матеріалів. Прикладом є магнієві біорозсмоктуючі стенти, де додаткова обробка після обробки волоконним лазером може зменшити їх продуктивність до 50 відсотків, тоді як фемтосекундне лазерне різання не вимагає додаткової обробки. Інші галузі промисловості (наприклад, дисплеї/електроніка) поступово впроваджують цю технологію, створюючи додатковий ринковий попит, який ще більше спонукає виробників лазерів до розробки передових фемтосекундних лазерних систем і машин.
Там, де просуваються фемтосекундні лазери - вища потужність, нижча ціна за ват
Насправді фемтосекундні лазери вийшли на абсолютно новий рівень зрілості з точки зору продуктивності, економічності та надійності. Потужність є особливо важливим параметром продуктивності, оскільки він безпосередньо визначає обсяги виробництва, і серія Monaco від Coherent є частиною нового покоління фемтосекундних лазерів, які постійно збільшували свою максимальну потужність від менш ніж 20 Вт до понад 60 Вт протягом періоду часу, охопленого графік продажів. Ціна за ват більшості фемтосекундних лазерів також нещодавно знизилася. У результаті ці лазери можуть не тільки допомогти збільшити пропускну здатність, але й знизити вартість деталі. Попередні моделі Monaco використовувалися протягом кількох років у вимогливих цілодобових виробничих середовищах, підкреслюючи вищу надійність фемтосекундних лазерів, що, у свою чергу, допомагає знизити загальну вартість володіння. У поєднанні з економією коштів, реалізованою завдяки виключенню етапів механічної подальшої обробки, це може бути дуже рентабельним для деяких завдань точного різання.
Оптимізовані автоматизовані машини
Це правда, що більшість виробників медичного обладнання хочуть не просто лазер, а повну лазерну систему. Останнім кроком у реалізації цього бачення є вихід на ринок вдосконалених фемтосекундних лазерів. Фемтосекундні лазери дозволяють оптимізувати автоматизовану обробку та моніторинг деталей разом із простим у використанні програмним забезпеченням, яке не потребує тривалого навчання чи досвіду для початку. Це дає користувачам можливість швидко перемикатися між різними машинами невеликими партіями або запускати великі обсяги компонентів без нагляду протягом тривалого часу. прикладом цього є серія машин StarCut Tube від Coherent, яка містить нове робоче програмне забезпечення: лазерне програмне забезпечення FrameWork від Coherent.
Справа зводиться до наступного: мені вибрати волоконний лазер чи фемтосекундний лазер чи обидва?
Сьогодні для будь-кого, хто займається виробництвом медичного обладнання, однією з головних проблем при придбанні нової машини є вибір між фемтосекундним лазером і волоконним лазером. Волоконні лазери також мають головну перевагу в тому, що вони можуть різати швидше та товщі деталі завдяки вищій потужності. Однак для більш тонких деталей перевага потужності та швидкості часто значно зменшується через необхідність зменшити частоту повторення та уникнути накопиченого термічного пошкодження. Таким чином, зрештою, вибір найбільш підходящого лазера залежить від конкретного сценарію застосування.
Через це для нових лазерів, які використовуються для різання медичних пристроїв, тепер можна вибрати або фемтосекундний лазер, або волоконний лазер, або навіть суміш обох. Завдяки останньому варіанту користувачі можуть легко перемикатися між двома лазерами, навіть під час окремих завдань, оскільки є ситуації, коли різання волоконним лазером може бути економнішим, ніж фемтосекундним лазером (і навпаки).
