سيطرت ليزرات الألياف ، بتكلفتها المنخفضة نسبيًا ، وقوتها القابلة للتطوير ، وموثوقيتها العالية ، على تطبيقات القطع والحفر في صناعة تصنيع الأجهزة الطبية لسنوات عديدة. توفر ليزر الفيمتو ثانية مزايا كبيرة من حيث جودة القطع ، ولكن لها تاريخ طويل من ...
سيطرت ليزرات الألياف ، بتكلفتها المنخفضة نسبيًا ، وقوتها القابلة للتطوير ، وموثوقيتها العالية ، على تطبيقات القطع والحفر في صناعة تصنيع الأجهزة الطبية لسنوات عديدة. توفر ليزر الفيمتو ثانية مزايا كبيرة من حيث جودة القطع ، لكنها تنافست لفترة طويلة فقط للحصول على حصة صغيرة في السوق. ومع ذلك ، كما يظهر الرسم البياني ، تشير أرقام المبيعات لأنظمة قطع الأنابيب المتماسكة إلى حدوث تحول مفاجئ وسريع للغاية في هذا الموقف. دعونا نلقي نظرة على ما يدفع النمو الهائل في الحصة السوقية لليزر الفيمتوثانية مقارنة بليزر الألياف.
من المعروف منذ فترة طويلة أن استخدام ليزر الفيمتو ثانية (fs) لمعالجة المواد يقدم العديد من المزايا الفريدة. مع الليزر التقليدي مثل الليزرات الليفية ، تكون معظم تفاعلات المواد حرارية ضوئية ، مما يخلق منطقة متأثرة بالحرارة (HAZ). في التطبيقات الدقيقة ، يحد هذا من الحد الأدنى لحجم الأجزاء التي يمكن تشكيلها بشكل نظيف بدون ذوبان ، ويمكن أن يؤدي إلى تلف وظيفي أو تجميلي غير مقبول ، وغالبًا ما يتطلب أيضًا عملًا ميكانيكيًا بعد المعالجة (على سبيل المثال ، إزالة الحواف أو التلميع اليدوي أو توسيع الثقوب). في المقابل ، توفر ليزر الفمتوثانية نبضات يمكن أن تكون أقصر بعدة أوامر من حيث الحجم ولديها طاقة ذروة أعلى بكثير ، مما يسمح بالتبخر الفوري للمادة قبل نقل الحرارة إلى الجزء. يعتبر هذا القطع أكثر دقة وأكثر برودة نسبيًا ، حيث ينتج أجزاء أصغر دون إعادة صب الحطام وبالتالي دون الحاجة إلى طحن أو تلميع. بالإضافة إلى ذلك ، هذه الطريقة مناسبة للأجزاء المصنوعة من أي مادة تقريبًا ، بما في ذلك المواد المختلطة مثل طلاء البوليمر / المعدن.
الأجهزة المصغرة بتفاصيل أدق (مثل الإطارات)
ساهم الطلب المتزايد في السوق على الأجهزة الطبية ذات المكونات الأصغر حجماً ذات الجدران الرفيعة والمزيد من تفاصيل القطع (على سبيل المثال ، الدعامات الطرفية ، الحصين ، الأدوات طفيفة التوغل ، وما إلى ذلك) بشكل كبير في الزيادة الأخيرة في الحصة السوقية للمعالجة بالليزر فيمتوثانية. لقد رأينا هذا صحيحًا بشكل خاص للأجهزة التي تم تكوينها لأشكال هندسية لقطع الأنبوب مثل تلك الموضحة أعلاه. بالإضافة إلى ذلك ، فإن استخدام مواد أكثر صعوبة وتكلفة هو أيضًا عامل قيادة مهم. مثال على ذلك هو الدعامات القابلة للامتصاص الحيوي للمغنيسيوم ، حيث قد تؤدي المعالجة اللاحقة بعد معالجة الألياف بالليزر إلى تقليل إنتاجها بنسبة تصل إلى 50 في المائة ، بينما لا يتطلب القطع بالليزر فيمتوثانية معالجة لاحقة. الصناعات الأخرى (على سبيل المثال ، شاشات العرض / الإلكترونيات) تتبنى هذه التقنية تدريجياً ، مما يخلق طلبًا إضافيًا في السوق يدفع مصنعي الليزر إلى تطوير أنظمة وآلات ليزر فيمتوثانية متقدمة.
حيث تتقدم ليزر الفيمتو ثانية - طاقة أعلى ، تكلفة أقل لكل واط
في الواقع ، وصل ليزر الفيمتو إلى مستوى جديد تمامًا من النضج من حيث الأداء والاقتصاد والموثوقية. تعد الطاقة أحد معايير الأداء المهمة بشكل خاص ، حيث إنها تحدد حجم الإنتاج بشكل مباشر ، وسلسلة Coherent's Monaco هي جزء من جيل جديد من ليزر الفيمتو ثانية الذي زاد من طاقته القصوى باستمرار من أقل من 20 واط إلى أكثر من 60 واط على مدار الإطار الزمني الذي تغطيه مخطط المبيعات. كما انخفضت تكلفة كل واط لمعظم أنواع ليزر الفيمتوثانية مؤخرًا. نتيجة لذلك ، لا يمكن أن تساعد هذه الليزرات في زيادة الإنتاجية فحسب ، بل يمكنها أيضًا تقليل التكلفة لكل جزء. تم استخدام نماذج موناكو السابقة لعدة سنوات في بيئات إنتاج متطلبة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع ، مما يسلط الضوء على الموثوقية العالية لليزر الفيمتو ثانية ، مما يساعد بدوره على تقليل التكلفة الإجمالية للملكية. بالاقتران مع وفورات التكلفة التي تحققت من خلال التخلص من خطوات المعالجة الميكانيكية اللاحقة ، يمكن أن يكون هذا فعالًا من حيث التكلفة لبعض مهام القطع الدقيقة.
آلات آلية مبسطة
صحيح أن معظم مصنعي الأجهزة الطبية لا يريدون مجرد ليزر ، بل نظام ليزر كامل. الخطوة الأخيرة في تحقيق هذه الرؤية هي إدخال ليزر الفيمتو ثانية المتقدم إلى السوق. تسمح ليزر الفيمتو ثانية بمعالجة ومراقبة الأجزاء المؤتمتة بشكل مبسط ، جنبًا إلى جنب مع البرامج سهلة الاستخدام التي لا تتطلب تدريبًا مكثفًا أو خبرة للبدء. يمنح هذا المستخدمين المرونة للتبديل السريع بين الأجهزة المختلفة على دفعات صغيرة أو لتشغيل مكونات كبيرة الحجم دون مراقبة لفترات طويلة من الوقت. مثال على ذلك سلسلة آلات Coherent's StarCut Tube ، والتي تتضمن برامج تشغيل جديدة: برنامج ليزر frameWork من Coherent.
يتعلق الأمر بهذا: هل يجب أن أختار ليزر ليفي أم ليزر فيمتوثانية أم كليهما؟
اليوم ، بالنسبة لأي شخص في صناعة تصنيع الأجهزة الطبية ، فإن أحد التحديات الرئيسية في شراء آلة جديدة هو الاختيار بين ليزر فيمتوثانية وليزر ليفي. تتمتع ليزر الألياف أيضًا بميزة رئيسية تتمثل في قدرتها على قطع الأجزاء السميكة بشكل أسرع بسبب قوتها العالية المتاحة. ومع ذلك ، بالنسبة للأجزاء الرقيقة ، غالبًا ما يتم تقليل ميزة الطاقة والسرعة بشكل كبير بسبب الحاجة إلى تقليل تكرار التكرار وتجنب الضرر الحراري المتراكم. لذلك ، في التحليل النهائي ، يعتمد اختيار الليزر الأكثر ملاءمة حقًا على سيناريو التطبيق المحدد.
لهذا السبب ، بالنسبة لأجهزة الليزر الجديدة المستخدمة في قطع الأجهزة الطبية ، أصبح من الممكن الآن اختيار ليزر فيمتوثانية أو ليزر ليفي ، أو حتى مزيج من كليهما. مع الخيار الأخير ، يمكن للمستخدمين التبديل بسلاسة بين جهازي الليزر ، حتى في الوظائف الفردية ، حيث توجد مواقف قد يكون فيها القطع باستخدام ليزر الألياف أكثر اقتصادا من ليزر الفيمتوثانية (والعكس صحيح).
