Os lasers de fibra, com seu custo relativamente baixo, potência escalável e alta confiabilidade, dominaram as aplicações de corte e perfuração na indústria de fabricação de dispositivos médicos por muitos anos. Os lasers de femtosegundo oferecem vantagens significativas em termos de qualidade de corte, mas têm uma longa história de...
Os lasers de fibra, com seu custo relativamente baixo, potência escalável e alta confiabilidade, dominaram as aplicações de corte e perfuração na indústria de fabricação de dispositivos médicos por muitos anos. Os lasers de femtosegundo oferecem grandes vantagens em termos de qualidade de corte, mas por muito tempo eles competiram apenas por uma pequena fatia do mercado. No entanto, como mostra o gráfico, os números de vendas dos sistemas de corte de tubos Coherent indicam uma mudança repentina e extremamente rápida nessa situação. Vamos dar uma olhada no que está impulsionando o crescimento dramático na participação de mercado dos lasers de femtossegundos em comparação com os lasers de fibra.
Há muito se sabe que o uso de lasers de femtosegundo (fs) para processamento de materiais oferece várias vantagens exclusivas. Com lasers convencionais, como lasers de fibra, a maioria das interações materiais são fototérmicas, o que cria uma zona afetada pelo calor (HAZ). Em aplicações de precisão, isso limita o tamanho mínimo das peças que podem ser usinadas de forma limpa sem derreter, pode levar a danos funcionais ou cosméticos inaceitáveis e, muitas vezes, também requer trabalho de pós-tratamento mecânico (por exemplo, rebarbação, polimento manual ou alargamento). Em contraste, os lasers de femtosegundo fornecem pulsos que podem ser várias ordens de magnitude mais curtos e têm potência de pico muito maior, permitindo a evaporação instantânea do material antes que o calor seja transferido para a peça. Este corte é mais preciso e relativamente mais frio, produzindo peças menores sem resíduos de refundição e, portanto, sem a necessidade de retificação ou polimento. Além disso, este método é adequado para peças feitas de praticamente qualquer material, incluindo materiais mistos, como revestimentos de polímero/metal.
Dispositivos miniaturizados com detalhes mais finos (por exemplo, quadros)
A crescente demanda do mercado por dispositivos médicos com componentes menores e de paredes mais finas e mais detalhes de corte (por exemplo, stents periféricos, hipocampo, ferramentas minimamente invasivas etc.) Vimos isso particularmente verdadeiro para dispositivos configurados para geometrias de corte de tubos, como a mostrada acima. Além disso, o uso de materiais mais desafiadores e caros também é um importante fator impulsionador. Um exemplo são os stents bioabsorvíveis de magnésio, em que o pós-processamento após o processamento a laser de fibra pode reduzir seu rendimento em até 50%, enquanto o corte a laser de femtosegundo não requer pós-processamento. Outras indústrias (por exemplo, telas/eletrônicos) estão adotando gradualmente essa tecnologia, criando uma demanda de mercado adicional que está impulsionando ainda mais os fabricantes de laser a desenvolver sistemas e máquinas avançadas de laser de femtosegundo.
Onde os lasers de femtosegundo estão avançando - Maior potência, menor custo por watt
Na verdade, os lasers de femtosegundo atingiram um nível totalmente novo de maturidade em termos de desempenho, economia e confiabilidade. A potência é um parâmetro de desempenho particularmente importante, pois determina diretamente os volumes de produção, e a série Monaco da Coherent faz parte de uma nova geração de lasers de femtossegundos que aumentaram continuamente sua potência máxima de menos de 20 W para mais de 60 W no período coberto por o gráfico de vendas. O custo por watt da maioria dos lasers de femtosegundo também diminuiu recentemente. Como resultado, esses lasers podem não apenas ajudar a aumentar o rendimento, mas também reduzir o custo por peça. Os modelos Monaco anteriores foram usados por vários anos em ambientes de produção exigentes 24 horas por dia, 7 dias por semana, destacando a maior confiabilidade dos lasers de femtossegundos, que por sua vez ajudam a reduzir o custo total de propriedade. Combinado com a economia de custos obtida pela eliminação de etapas mecânicas de pós-processamento, isso pode ser muito econômico para algumas tarefas de corte de precisão.
Máquinas automatizadas simplificadas
É verdade que a maioria dos fabricantes de dispositivos médicos deseja não apenas um laser, mas um sistema de laser completo. A etapa final para concretizar essa visão é a introdução de lasers de femtossegundos avançados no mercado. Os lasers de femtosegundo permitem o manuseio e monitoramento de peças automatizados simplificados, juntamente com um software fácil de usar que não requer treinamento extensivo ou experiência para começar. Isso dá aos usuários a flexibilidade de alternar rapidamente entre diferentes máquinas em pequenos lotes ou de executar componentes de alto volume sem supervisão por longos períodos de tempo. um exemplo disso é a série de máquinas StarCut Tube da Coherent, que incorpora um novo software operacional: o software de laser frameWork da Coherent.
Tudo se resume a isso: devo escolher um laser de fibra ou um laser de femtosegundo, ou ambos?
Hoje, para qualquer pessoa na indústria de fabricação de dispositivos médicos, um dos maiores desafios na compra de uma nova máquina é decidir entre um laser de femtosegundo e um laser de fibra. Os lasers de fibra também têm a grande vantagem de poder cortar mais rápido e cortar peças mais grossas por causa de sua maior potência disponível. No entanto, para peças mais finas, a vantagem de potência e velocidade costuma ser bastante reduzida devido à necessidade de reduzir a frequência de repetição e evitar danos térmicos acumulados. Portanto, em última análise, a escolha de qual laser é mais adequado realmente depende do cenário de aplicação específico.
Por causa disso, para os novos lasers usados para cortar dispositivos médicos, agora é possível escolher um laser de femtosegundo ou um laser de fibra, ou mesmo uma mistura de ambos. Com a última opção, os usuários podem alternar facilmente entre os dois lasers, mesmo em trabalhos individuais, pois há situações em que cortar com um laser de fibra pode ser mais econômico do que com um laser de femtosegundo (e vice-versa).
