Els làsers de fibra, amb el seu cost relativament baix, potència escalable i alta fiabilitat, han dominat les aplicacions de tall i perforació a la indústria de fabricació de dispositius mèdics durant molts anys. Els làsers femtosegons ofereixen avantatges importants en termes de qualitat de tall, però tenen una llarga història de...
Els làsers de fibra, amb el seu cost relativament baix, potència escalable i alta fiabilitat, han dominat les aplicacions de tall i perforació a la indústria de fabricació de dispositius mèdics durant molts anys. Els làsers femtosegons ofereixen grans avantatges pel que fa a la qualitat de tall, però durant molt de temps només competeixen per una petita quota de mercat. Tanmateix, com mostra el gràfic, les xifres de vendes dels sistemes de tall de tubs Coherent indiquen un canvi sobtat i extremadament ràpid en aquesta situació. Fem una ullada a què està impulsant el creixement espectacular de la quota de mercat dels làsers de femtosegons en comparació amb els làsers de fibra.
Fa temps que se sap que l'ús de làsers femtosegons (fs) per al processament de materials ofereix diversos avantatges únics. Amb els làsers convencionals com els làsers de fibra, la majoria de les interaccions dels materials són fototèrmiques, la qual cosa crea una zona afectada per la calor (HAZ). En aplicacions de precisió, això limita la mida mínima de les peces que es poden mecanitzar netament sense fondre, pot provocar danys funcionals o cosmètics inacceptables i sovint també requereix treballs mecànics posteriors al tractament (per exemple, desbarbat, polit manual o escariat). En canvi, els làsers de femtosegons proporcionen polsos que poden ser diversos ordres de magnitud més curts i tenen una potència màxima molt més alta, permetent l'evaporació instantània del material abans que la calor es transfereixi a la peça. Aquest tall és més precís i relativament més fresc, produint peces més petites sense residus refós i, per tant, sense necessitat de polir o polir. A més, aquest mètode és adequat per a peces fetes de pràcticament qualsevol material, inclosos materials mixts com ara recobriments de polímer/metall.
Dispositius miniaturitzats amb més detalls (per exemple, marcs)
La creixent demanda del mercat de dispositius mèdics amb components més petits i de parets primes i més detalls de tall (per exemple, stents perifèrics, hipocamp, eines mínimament invasives, etc.) ha contribuït en gran mesura a l'augment recent de la quota de mercat del processament làser de femtosegons. Hem vist que això és especialment cert per als dispositius configurats per a geometries de tall de tubs com la que es mostra més amunt. A més, l'ús de materials més difícils i cars també és un factor impulsor important. Un exemple són els stents bioabsorbibles de magnesi, on el postprocessament després del processament amb làser de fibra pot reduir el seu rendiment fins a un 50 per cent, mentre que el tall amb làser de femtosegon no requereix postprocessament. Altres indústries (per exemple, pantalles/electrònica) estan adoptant gradualment aquesta tecnologia, creant una demanda addicional del mercat que està impulsant encara més els fabricants de làser a desenvolupar sistemes i màquines làser de femtosegons avançats.
On els làsers de femtosegons estan avançant -Major potència, menor cost per watt
De fet, els làsers de femtosegons han assolit un nivell de maduresa totalment nou en termes de rendiment, economia i fiabilitat. La potència és un paràmetre de rendiment especialment important, ja que determina directament els volums de producció, i la sèrie Monaco de Coherent forma part d'una nova generació de làsers femtosegons que han augmentat la seva potència màxima contínuament de menys de 20 W a més de 60 W durant el període de temps cobert per el gràfic de vendes. El cost per watt de la majoria dels làsers de femtosegons també ha disminuït recentment. Com a resultat, aquests làsers no només poden ajudar a augmentar el rendiment, sinó que també poden reduir el cost per peça. Els models anteriors de Mònaco s'han utilitzat durant diversos anys en entorns de producció exigents les 24 hores del dia, els 7 dies de la setmana, destacant la major fiabilitat dels làsers de femtosegons, que al seu torn ajuda a reduir el cost total de propietat. Combinat amb l'estalvi de costos aconseguit eliminant els passos mecànics de postprocessament, això pot ser molt rendible per a algunes tasques de tall de precisió.
Màquines automatitzades simplificades
És cert que la majoria de fabricants de dispositius mèdics volen no només un làser, sinó un sistema làser complet. El pas final per fer realitat aquesta visió és la introducció de làsers avançats de femtosegons al mercat. Els làsers de femtosegons permeten un maneig i un control de peces automatitzats racionalitzats, juntament amb un programari fàcil d'utilitzar que no requereix una gran formació o experiència per començar. Això ofereix als usuaris la flexibilitat de canviar ràpidament entre diferents màquines en lots petits o d'executar components de gran volum sense vigilància durant llargs períodes de temps. un exemple d'això és la sèrie de màquines StarCut Tube de Coherent, que incorpora un nou programari operatiu: el programari làser frameWork de Coherent.
Es redueix a això: he de triar un làser de fibra o un làser de femtosegon, o tots dos?
Avui, per a qualsevol persona de la indústria de fabricació de dispositius mèdics, un dels principals reptes a l'hora d'adquirir una màquina nova és decidir entre un làser de femtosegon i un làser de fibra. Els làsers de fibra també tenen el gran avantatge de poder tallar més ràpidament i tallar peces més gruixudes a causa de la seva major potència disponible. Tanmateix, per a les peces més primes, l'avantatge de potència i velocitat sovint es redueix molt a causa de la necessitat de reduir la freqüència de repetició i evitar danys tèrmics acumulats. Per tant, en última instància, l'elecció del làser més adequat depèn realment de l'escenari d'aplicació específic.
Per això, per als nous làsers utilitzats per tallar dispositius mèdics, ara és possible triar un làser de femtosegon o un làser de fibra, o fins i tot una barreja d'ambdós. Amb aquesta darrera opció, els usuaris poden canviar sense problemes entre els dos làsers, fins i tot en treballs individuals, ja que hi ha situacions en què el tall amb làser de fibra pot ser més econòmic que amb un làser de femtosegon (i viceversa).
