לייזרים סיבים, עם עלותם הנמוכה יחסית, הכוח הניתן להרחבה והאמינות הגבוהה שלהם, שלטו ביישומי חיתוך וקידוח בתעשיית ייצור המכשור הרפואי במשך שנים רבות. לייזרים פמט שנייה מציעים יתרונות משמעותיים מבחינת איכות החיתוך, אך יש להם היסטוריה ארוכה של...
לייזרים סיבים, עם עלותם הנמוכה יחסית, הכוח הניתן להרחבה והאמינות הגבוהה שלהם, שלטו ביישומי חיתוך וקידוח בתעשיית ייצור המכשור הרפואי במשך שנים רבות. לייזר Femtosecond מציעים יתרונות גדולים מבחינת איכות החיתוך, אך במשך זמן רב הם מתחרים רק על נתח שוק קטן. עם זאת, כפי שמראה הגרף, נתוני המכירות של מערכות חיתוך צינורות קוהרנטיות מצביעים על שינוי פתאומי ומהיר ביותר במצב זה. בואו נסתכל מה מניע את הצמיחה הדרמטית בנתח השוק של לייזרים פמט-שניות בהשוואה ללייזרי סיבים.
השימוש בלייזרי פמט שנייה (fs) לעיבוד חומרים ידוע מזמן כמציע מספר יתרונות ייחודיים. עם לייזרים קונבנציונליים כמו לייזרים סיבים, רוב האינטראקציות החומריות הן פוטותרמיות, מה שיוצר אזור מושפע חום (HAZ). ביישומים מדויקים, הדבר מגביל את הגודל המינימלי של חלקים שניתן לעבד בצורה נקייה ללא התכה, עלול להוביל לנזק תפקודי או קוסמטי בלתי מקובל, ולעיתים קרובות גם מצריך עבודה מכנית לאחר טיפול (כגון, פירוק בור, ליטוש ידני או קידוח). לעומת זאת, לייזרים פמט-שניות מספקים פולסים שיכולים להיות קצרים בכמה סדרי גודל ובעלי הספק שיא גבוה בהרבה, מה שמאפשר אידוי מיידי של החומר לפני העברת חום לחלק. חיתוך זה מדויק יותר ויחסית קריר יותר, מייצר חלקים קטנים יותר ללא פסולת יצוקה מחדש ולכן ללא צורך בשחזה או ליטוש. בנוסף, שיטה זו מתאימה לחלקים העשויים למעשה מכל חומר, לרבות חומרים מעורבים כגון ציפוי פולימר/מתכת.
מכשירים ממוזערים עם פרטים עדינים יותר (למשל, מסגרות)
הביקוש הגובר בשוק למכשירים רפואיים עם רכיבים קטנים יותר, בעלי דופן דקה יותר ופרטי חיתוך רבים יותר (למשל, סטנטים היקפיים, היפוקמפוס, כלים זעיר פולשניים וכו') תרם רבות לגידול האחרון בנתח השוק עבור עיבוד לייזר פמט-שנייה. ראינו שזה נכון במיוחד עבור מכשירים המוגדרים לגיאומטריות חיתוך צינורות כמו זו שמוצגת לעיל. בנוסף, שימוש בחומרים מאתגרים ויקרים יותר הוא גם גורם מניע חשוב. דוגמה לכך היא סטנטים הניתנים לספיגה ביולוגית של מגנזיום, שבהם לאחר עיבוד לאחר עיבוד לייזר סיבים עשוי להפחית את התפוקה שלהם בעד 50 אחוז, בעוד שחיתוך לייזר פמט שנייה אינו מצריך לאחר עיבוד. תעשיות אחרות (למשל, תצוגות/אלקטרוניקה) מאמצות בהדרגה את הטכנולוגיה הזו, ויוצרת ביקוש נוסף בשוק שמניע עוד יותר את יצרני הלייזר לפתח מערכות ומכונות לייזר מתקדמות של פמט שנייה.
היכן שלייזרי פמט שנייה מתקדמים - הספק גבוה יותר, עלות נמוכה יותר לוואט
למעשה, לייזרים של פמט-שנייה הגיעו לרמה חדשה לגמרי של בשלות מבחינת ביצועים, כלכלה ואמינות. כוח הוא פרמטר ביצועים חשוב במיוחד, מכיוון שהוא קובע ישירות את נפחי הייצור, וסדרת מונקו של קוהרנט היא חלק מדור חדש של לייזרים פמט-שניות שהגדילו את ההספק המרבי שלהם ברציפות מפחות מ-20 ואט ליותר מ-60 וואט לאורך מסגרת הזמן המכוסה על ידי טבלת המכירות. גם העלות לוואט של רוב הלייזרים הפמטו-שניים ירדה לאחרונה. כתוצאה מכך, לייזרים אלה יכולים לא רק לעזור להגדיל את התפוקה, אלא גם להפחית את העלות לחלק. דגמי מונקו מוקדמים יותר שימשו במשך מספר שנים בסביבות ייצור תובעניות 24/7, מה שמדגיש את האמינות הגבוהה יותר של לייזרים פמט-שניות, אשר בתורו עוזר להפחית את עלות הבעלות הכוללת. בשילוב עם החיסכון בעלויות המושג על ידי ביטול שלבי פוסט-עיבוד מכניים, זה יכול להיות חסכוני מאוד עבור כמה משימות חיתוך מדויקות.
מכונות אוטומטיות יעילות
נכון שרוב יצרני המכשור הרפואי רוצים לא רק לייזר, אלא מערכת לייזר שלמה. השלב האחרון בהגשמת החזון הזה הוא הכנסת לייזרים מתקדמים של פמט שנייה לשוק. לייזרים של Femtosecond מאפשרים טיפול וניטור חלקים אוטומטיים, יחד עם תוכנה קלה לשימוש שאינה דורשת הכשרה או מומחיות מקיפה כדי להתחיל. זה נותן למשתמשים את הגמישות לעבור במהירות בין מכונות שונות באצוות קטנות או להפעיל רכיבים בנפח גבוה ללא השגחה לפרקי זמן ארוכים. דוגמה לכך היא סדרת המכונות StarCut Tube של Coherent, המשלבת תוכנת הפעלה חדשה: תוכנת הלייזר frameWork של Coherent.
זה מסתכם בזה: האם כדאי לי לבחור בלייזר סיבים או בלייזר פמט שנייה, או בשניהם?
כיום, עבור כל אחד בתעשיית ייצור המכשור הרפואי, אחד האתגרים הגדולים ברכישת מכונה חדשה הוא ההחלטה בין לייזר פמטו-שניות ללייזר סיבים. ללייזרי סיבים יש גם את היתרון העיקרי של היכולת לחתוך מהר יותר ולחתוך חלקים עבים יותר בגלל ההספק הזמין הגבוה יותר שלהם. עם זאת, עבור חלקים דקים יותר, יתרון הכוח והמהירות מופחת לעיתים קרובות מאוד בשל הצורך להפחית את תדירות החזרות ולהימנע מנזק תרמי מצטבר. אז, בסופו של דבר, הבחירה של הלייזר המתאים ביותר תלויה בתרחיש היישום הספציפי.
בשל כך, עבור הלייזרים החדשים המשמשים לחיתוך מכשירים רפואיים, ניתן כעת לבחור בלייזר פמט-שנייה או בלייזר סיבים, או אפילו בשילוב של שניהם. עם האפשרות האחרונה, המשתמשים יכולים לעבור בצורה חלקה בין שני הלייזרים, אפילו בעבודות בודדות, שכן ישנם מצבים בהם חיתוך בלייזר סיבים עשוי להיות חסכוני יותר מאשר בלייזר פמט-שנייה (ולהיפך).
