Vlaknasti laseri, sa svojom relativno niskom cijenom, skalabilnom snagom i visokom pouzdanošću, dominiraju primjenama rezanja i bušenja u industriji proizvodnje medicinskih uređaja dugi niz godina. Femtosekundni laseri nude značajne prednosti u pogledu kvalitete rezanja, ali imaju dugu povijest...
Vlaknasti laseri, sa svojom relativno niskom cijenom, skalabilnom snagom i visokom pouzdanošću, dominiraju primjenama rezanja i bušenja u industriji proizvodnje medicinskih uređaja dugi niz godina. Femtosekundni laseri nude velike prednosti u pogledu kvalitete rezanja, ali su se dugo vremena natjecali za mali tržišni udio. Međutim, kao što grafikon pokazuje, prodajne brojke za Coherent sustave za rezanje cijevi ukazuju na iznenadnu i iznimno brzu promjenu u ovoj situaciji. Pogledajmo što pokreće dramatičan rast tržišnog udjela femtosekundnih lasera u usporedbi s fiber laserima.
Odavno je poznato da upotreba femtosekundnih (fs) lasera za obradu materijala nudi nekoliko jedinstvenih prednosti. Kod konvencionalnih lasera poput lasera s vlaknima, većina interakcija materijala je fototermalna, što stvara zonu utjecaja topline (HAZ). U preciznim primjenama, ovo ograničava minimalnu veličinu dijelova koji se mogu čisto strojno obraditi bez taljenja, može dovesti do neprihvatljivog funkcionalnog ili kozmetičkog oštećenja, a često također zahtijeva mehaničku naknadnu obradu (npr. skidanje srha, ručno poliranje ili razvrtanje). Nasuprot tome, femtosekundni laseri daju impulse koji mogu biti nekoliko redova veličine kraći i imaju mnogo veću vršnu snagu, omogućujući trenutačno isparavanje materijala prije nego što se toplina prenese na dio. Ovaj rez je točniji i relativno hladniji, proizvodi manje dijelove bez ostataka prelijevanje i stoga bez potrebe za brušenjem ili poliranjem. Osim toga, ova je metoda prikladna za dijelove izrađene od gotovo bilo kojeg materijala, uključujući miješane materijale kao što su polimer/metalni premazi.
Minijaturizirani uređaji s finijim detaljima (npr. okviri)
Rastuća tržišna potražnja za medicinskim uređajima s manjim komponentama tanjih stijenki i više reznih detalja (npr. periferni stentovi, Hipokampus, minimalno invazivni alati itd.) uvelike je pridonijela nedavnom povećanju tržišnog udjela obrade femtosekundnim laserom. Vidjeli smo da je to posebno istinito za uređaje konfigurirane za geometrije rezanja cijevi kao što je ovaj prikazan gore. Uz to, korištenje zahtjevnijih i skupljih materijala također je važan pokretački čimbenik. Primjer su magnezijevi bioapsorbirajući stentovi, gdje naknadna obrada nakon obrade vlaknastim laserom može smanjiti njihov prinos do 50 posto, dok rezanje femtosekundnim laserom ne zahtijeva naknadnu obradu. Druge industrije (npr. zasloni/elektronika) postupno usvajaju ovu tehnologiju, stvarajući dodatnu tržišnu potražnju koja dalje tjera proizvođače lasera da razvijaju napredne femtosekundne laserske sustave i strojeve.
Gdje femtosekundni laseri napreduju - Veća snaga, niža cijena po vatu
U stvari, femtosekundni laseri su dosegli potpuno novu razinu zrelosti u pogledu performansi, ekonomičnosti i pouzdanosti. Snaga je posebno važan parametar performansi, budući da izravno određuje količine proizvodnje, a Coherentova serija Monaco dio je nove generacije femtosekundnih lasera koji su kontinuirano povećavali svoju maksimalnu snagu s manje od 20 W na više od 60 W tijekom vremenskog okvira obuhvaćenog grafikon prodaje. Cijena po vatu većine femtosekundnih lasera također je nedavno opala. Kao rezultat toga, ovi laseri ne samo da mogu pomoći u povećanju propusnosti, već i smanjiti cijenu po dijelu. Raniji Monaco modeli korišteni su nekoliko godina u zahtjevnim proizvodnim okruženjima 24/7, ističući veću pouzdanost femtosekundnih lasera, što zauzvrat pomaže u smanjenju ukupnih troškova vlasništva. U kombinaciji s uštedom troškova ostvarenom eliminacijom mehaničkih koraka naknadne obrade, ovo može biti vrlo isplativo za neke zadatke preciznog rezanja.
Pojednostavljeni automatizirani strojevi
Istina je da većina proizvođača medicinskih uređaja ne želi samo laser, već cjeloviti laserski sustav. Posljednji korak u ostvarenju ove vizije je uvođenje naprednih femtosekundnih lasera na tržište. Femtosekundni laseri omogućuju modernizirano automatizirano rukovanje dijelovima i nadzor, uz softver jednostavan za korištenje koji ne zahtijeva opsežnu obuku ili stručnost za početak. To korisnicima daje fleksibilnost za brzo prebacivanje između različitih strojeva u malim serijama ili za pokretanje komponenti velike količine bez nadzora tijekom duljeg vremenskog razdoblja. primjer toga je Coherentova serija strojeva StarCut Tube, koja uključuje novi operativni softver: Coherentov laserski softver frameWork.
Sve se svodi na ovo: trebam li odabrati fiber laser ili femtosekundni laser ili oboje?
Danas, za bilo koga u industriji proizvodnje medicinskih uređaja, jedan od glavnih izazova pri kupnji novog stroja je odluka između femtosekundnog lasera i lasera s vlaknima. Fiber laseri također imaju veliku prednost jer mogu rezati brže i rezati deblje dijelove zbog svoje veće raspoložive snage. Međutim, za tanje dijelove, prednost snage i brzine često je znatno smanjena zbog potrebe za smanjenjem učestalosti ponavljanja i izbjegavanjem akumuliranog toplinskog oštećenja. Dakle, u konačnoj analizi, izbor najprikladnijeg lasera zapravo ovisi o specifičnom scenariju primjene.
Zbog toga je za nove lasere koji se koriste za rezanje medicinskih uređaja sada moguće odabrati ili femtosekundni laser ili fiber laser, ili čak kombinaciju oba. S potonjom opcijom, korisnici se mogu neprimjetno prebacivati između dva lasera, čak i na pojedinačnim poslovima, budući da postoje situacije u kojima bi rezanje s fiber laserom moglo biti ekonomičnije nego s femtosekundnim laserom (i obrnuto).
