Fiberlasere har med deres relativt lave omkostninger, skalerbare kraft og høje pålidelighed domineret skære- og boreapplikationer i fremstillingsindustrien for medicinsk udstyr i mange år. Femtosekundlasere giver betydelige fordele med hensyn til skærekvalitet, men har en lang historie med...
Fiberlasere har med deres relativt lave omkostninger, skalerbare kraft og høje pålidelighed domineret skære- og boreapplikationer i fremstillingsindustrien for medicinsk udstyr i mange år. Femtosekundlasere giver store fordele i forhold til skærekvaliteten, men de har i lang tid kun konkurreret om en lille markedsandel. Som det fremgår af grafen, indikerer salgstal for Coherent rørskæresystemer et pludseligt og ekstremt hurtigt skift i denne situation. Lad os tage et kig på, hvad der driver den dramatiske vækst i markedsandele for femtosekundlasere sammenlignet med fiberlasere.
Brugen af femtosekund (fs) lasere til materialebehandling har længe været kendt for at tilbyde flere unikke fordele. Med konventionelle lasere som fiberlasere er de fleste materialeinteraktioner fototermiske, hvilket skaber en varmepåvirket zone (HAZ). I præcisionsapplikationer begrænser dette minimumsstørrelsen af dele, der kan bearbejdes rent uden at smelte, kan føre til uacceptable funktionelle eller kosmetiske skader og kræver ofte også mekanisk efterbehandlingsarbejde (f.eks. afgratning, manuel polering eller oprømning). I modsætning hertil giver femtosekund-lasere impulser, der kan være flere størrelsesordener kortere og har meget højere spidseffekt, hvilket giver mulighed for øjeblikkelig fordampning af materiale, før varme overføres til delen. Dette snit er mere nøjagtigt og relativt køligere og producerer mindre dele uden omstøbt affald og derfor uden behov for slibning eller polering. Derudover er denne metode velegnet til dele lavet af stort set ethvert materiale, inklusive blandede materialer såsom polymer/metalbelægninger.
Miniaturiserede enheder med finere detaljer (f.eks. rammer)
Den voksende markedsefterspørgsel efter medicinsk udstyr med mindre, tyndere væggede komponenter og flere skærende detaljer (f.eks. perifere stents, Hippocampus, minimalt invasive værktøjer osv.) har i høj grad bidraget til den seneste stigning i markedsandelen for femtosekund laserbehandling. Vi har set dette særligt sandt for enheder, der er konfigureret til rørskæringsgeometrier, såsom den, der er vist ovenfor. Derudover er brugen af mere udfordrende og dyre materialer også en vigtig drivkraft. Et eksempel er magnesium bioabsorberbare stenter, hvor efterbehandling efter fiberlaserbehandling kan reducere deres udbytte med op til 50 procent, mens femtosekund laserskæring ikke kræver efterbehandling. Andre industrier (f.eks. skærme/elektronik) tager gradvist denne teknologi i brug, hvilket skaber yderligere markedsefterspørgsel, som yderligere driver laserproducenter til at udvikle avancerede femtosekund-lasersystemer og -maskiner.
Hvor femtosekundlasere udvikler sig - Højere effekt, lavere pris pr. watt
Faktisk har femtosekundlasere nået et helt nyt niveau af modenhed med hensyn til ydeevne, økonomi og pålidelighed. Effekt er en særlig vigtig præstationsparameter, da den direkte bestemmer produktionsvolumen, og Coherents Monaco-serie er en del af en ny generation af femtosekundlasere, der har øget deres maksimale effekt kontinuerligt fra mindre end 20 W til mere end 60 W over tidsrammen, der dækkes af salgsdiagrammet. Omkostningerne per watt for de fleste femtosekundlasere er også for nylig faldet. Som et resultat kan disse lasere ikke kun hjælpe med at øge gennemløbet, men også reducere omkostningerne pr. del. Tidligere Monaco-modeller er blevet brugt i adskillige år i krævende produktionsmiljøer døgnet rundt, hvilket fremhæver femtosekundlasers højere pålidelighed, hvilket igen hjælper med at reducere de samlede ejeromkostninger. Kombineret med de omkostningsbesparelser, der opnås ved at eliminere mekaniske efterbehandlingstrin, kan dette være meget omkostningseffektivt til nogle præcisionsskæreopgaver.
Strømlinede automatiserede maskiner
Det er rigtigt, at de fleste producenter af medicinsk udstyr ikke bare ønsker en laser, men et komplet lasersystem. Det sidste skridt i at realisere denne vision er introduktionen af avancerede femtosekundlasere på markedet. Femtosekundlasere giver mulighed for strømlinet automatiseret håndtering og overvågning af dele sammen med letanvendelig software, der ikke kræver omfattende træning eller ekspertise for at komme i gang. Dette giver brugerne fleksibiliteten til hurtigt at skifte mellem forskellige maskiner i små partier eller til at køre komponenter i store mængder uden opsyn i lange perioder. et eksempel på dette er Coherents StarCut Tube-serie af maskiner, som indeholder ny betjeningssoftware: Coherents lasersoftware frameWork.
Det kommer ned til dette: skal jeg vælge en fiberlaser eller en femtosekundlaser eller begge dele?
I dag er en af de største udfordringer ved køb af en ny maskine for enhver i fremstillingsindustrien for medicinsk udstyr at vælge mellem en femtosekundlaser og en fiberlaser. Fiberlasere har også den store fordel, at de kan skære hurtigere og skære tykkere dele på grund af deres højere tilgængelige effekt. For tyndere dele er kraft- og hastighedsfordelen dog ofte stærkt reduceret på grund af behovet for at reducere gentagelsesfrekvensen og undgå akkumuleret termisk skade. Så i den endelige analyse afhænger valget af, hvilken laser der er mest passende, virkelig af det specifikke anvendelsesscenarie.
På grund af dette, for de nye lasere, der bruges til at skære medicinsk udstyr, er det nu muligt at vælge enten en femtosekundlaser eller en fiberlaser eller endda en blanding af begge. Med sidstnævnte mulighed kan brugerne skifte problemfrit mellem de to lasere, selv ved individuelle job, da der er situationer, hvor skæring med en fiberlaser kan være mere økonomisk end med en femtosekundlaser (og omvendt).
