Lasery w produkcji medycznej

Najwyższa precyzja dzięki dedykowanym rozwiązaniom laserowym


Branża produkcji sprzętu medycznego jest dla producentów urządzeń laserowych rynkiem szczególnym – nie tylko ze względu na ogromny potencjał rozwojowy wynikający z wciąż nikłej świadomości możliwości oferowanych przez laser, ale także ze względu na szczególnie wysokie wymagania względem jakości, precyzji i powtarzalności procesów obróbczych. W konsekwencji dedykowane jej rozwiązania muszą cechować się zarówno wysoką elastycznością, jak i zestawem parametrów precyzyjnie dostosowanym do pracy ze szczególnie małymi i skomplikowanymi detalami. W funkcji tej świetnie sprawdzą się urządzenia firmy COHERENT-ROFIN: znakowarki wyposażone w laser z serii PowerLine NX o ultrakrótkim impulsie, systemy StarCut Tube i StarFiber OEM do cięcia implantów i narzędzi, a także urządzenia Performance Unlimited do ręcznego spawania laserowego detali.


Urządzenia laserowe dedykowane przemysłowi medycznemu stają się coraz częściej atrakcyjną alternatywą dla tradycyjnych metod obróbki. Trwałe znakowanie o pełnej biozgodności, mikrocięcie detali o wymiarach poniżej 20 mikronów, pewne spawanie delikatnych komponentów czy selektywna ablacja prowadnic kardiochirurgicznych – to tylko przykłady niemal nieograniczonych możliwości zastosowania technologii laserowych w produkcji sprzętu medycznego.


Bezpieczne znakowanie zgodne z UDI

Jednym z największych wyzwań w zakresie znakowania wyrobów medycznych jest obecnie wdrożenie systemu identyfikacji UDI (ang. Unique Device Identification) wprowadzonego przez amerykańską Agencję Żywności i Leków (FDA). Od 1 stycznia 2018 r. wszystkie implanty, narzędzia medyczne i materiały eksploatacyjne będą musiały być oznaczone kwadratowym bądź prostokątnym kodem Data Matrix w standardzie GS1 zawierającym GTIN (ang. Global Trade Item Number) – uniwersalny numer jednoznacznie identyfikujący dany rodzaj towaru sprzedawanego na świecie. Jego wdrożenie ma zapewnić przejrzystość obiegu produktów, zoptymalizować procesy produkcyjne i poprawić bezpieczeństwo pacjentów.

Firma COHERENT-ROFIN już dziś oferuje pełny pakiet rozwiązań umożliwiających znakowanie sprzętu medycznego zgodnie z systemem UDI, kładąc przy tym szczególny nacisk na ich biozgodność (dzięki rezygnacji z tuszu), a także brak wpływu na korozyjność stali chirurgicznej. W przeciwieństwie do powszechnie stosowanej metody wyżarzania rekrystalizującego, która negatywnie oddziałuje na odporność korozyjną i wymaga wtórnej pasywacji zmniejszającej kontrast znakowanych kodów, laser PowerLine NX o ultrakrótkim impulsie umożliwia bezpieczne znakowanie stopów stali nierdzewnej, takich jak 1.4021, 1.4305 czy 1.4301. Ultrakrótkie impulsy promieniowania laserowego generują niewielką ilość ciepła, dzięki czemu zapewniają wysoką jakość i kontrast znaków niezależnie od kąta widzenia.


Znakowanie w systemie UDI


Laser alternatywą w znakowaniu materiałów eksploatacyjnych

Choć wiele procesów produkcyjnych w przemyśle medycznym można wykonać jedynie przy użyciu lasera, istnieje równie wiele aplikacji, w których jest on rzadziej używany. A niesłusznie! Zastosowanie technologii laserowych w znakowaniu wielkoseryjnym np. materiałów eksploatacyjnych może bowiem przynieść realne korzyści tak natury jakościowej, jak i ekonomicznej. Wyższe koszty inwestycyjne są bowiem szybko rekompensowane przez dużo niższe wydatki eksploatacyjne, co w prostej linii przekłada się na niższy całkowity koszt posiadania (TCO). Znacznie wyższa jakość wyrobów finalnych, mniejsza liczba braków oraz niższe koszty utrzymania personelu i serwisowania maszyn – to tylko niektóre z oszczędności uzyskiwanych dzięki zastosowaniu znakowarek laserowych. Dalsze generowane są choćby przez dużo większą elastyczność zastosowań lasera w porównaniu z tampodrukiem.


Precyzyjne cięcie implantów i narzędzi

Jedną z podstawowych metod obróbki stosowaną w procesie produkcji wyrobów medycznych jest zautomatyzowane cięcie rur. Jest ono wykorzystywane zarówno do precyzyjnego cięcia narzędzi i implantów medycznych, jak i usuwania powłok z prowadnic lub cewników prowadzących. W aplikacjach tych świetnie sprawdzi się system StarCut Tube firmy COHERENT-ROFIN z opcją indywidualnego dostosowania do potrzeb danego zakładu produkcyjnego i wyposażenia w system automatycznego załadunku detali. Wszystkie urządzenia tej serii zostały opracowane we współpracy z wiodącymi producentami narzędzi medycznych, endoskopów, stentów i cewników prowadzących. Projektując je, firma postawiła zarówno na najwyższą jakość obróbki, jak i niezawodność samych maszyn oraz wysoką produktywność pracy. W efekcie piąta generacja systemu StarCut Tube umożliwia pracę przez ok. 120 000 godzin i dostępność na poziomie 95%, co stanowi trudny do pobicia rekord rynkowy.

Jednym z urządzeń wchodzących w skład serii jest StarCut Tube Femto o długości fali od 1552 do 355 nm i zakresie pracy laserów femto- i pikosekundowych, stworzone z myślą o cięciu nitinolowych stopów z pamięcią kształtu i bioabsorpcyjnych implantów z PLA/PLGA. Czas trwania impulsu znacznie poniżej czasu relaksacji elektron-fonon umożliwia maksymalne ograniczenie strefy wpływu ciepła, a tym samym tzw. zimną obróbkę bez odkształceń termicznych. Zaś szeroki zakres aplikacji w procesach mikroobróbki laserowej sprawia, że maszyna ta stwarza zupełnie nowe możliwości w zakresie kształtowania nanostruktur do zastosowań medycznych.


StarCut Tube SL


W procesach precyzyjnego cięcia noży i pił chirurgicznych, a nawet miniaturowych elementów z nitinolu niezawodna okaże się także elastyczna stacja MPS (ang. Modular Processing System) z ultraprecyzyjnym układem napędowym.

Materiały o relatywnie większej grubości (do 1 mm) wymagają z kolei wysokiej mocy szczytowej pojedynczego impulsu zapewniającej dobrą penetrację materiału przy zachowaniu wysokiej powtarzalności obróbki. Możliwości takie oferuje StarFiber OEM – wycinarka laserowa bazująca na laserze włóknowym o dwukrotnie większej – w porównaniu z laserami C02 – mocy szczytowej impulsu (np. 600 w dla 0,15 mJ). Parametr ten znajduje bezpośrednie przełożenie na jakość cięcia, w tym przede wszystkim ostrość krawędzi oraz gładkość powierzchni materiału. Zaś małe czasy opóźnienia zapewniają precyzyjne mikrocięcie detali o skomplikowanych geometriach wykonanych m.in. z nitinolu.



Performance Unlimited: maksymalna elastyczność w klasie I

System Performance Unlimited stanowi udane połączenie szerokiej dostępności przestrzeni roboczej z bezpieczeństwem lasera klasy I. Tekstylna osłona i podkładka pod dłoń ułatwiają obróbkę długich lub nieporęcznych detali, takich jak narzędzia chirurgiczne czy endoskopy, a jednocześnie eliminują konieczność stosowania dodatkowych środków bezpieczeństwa. Oprócz stacji do spawania ręcznego COHERENT-ROFIN oferuje również szeroki zakres półautomatycznych rozwiązań zdolnych sprostać nawet najbardziej wyśrubowanym wymaganiom klientów – poczynając od stacji Select do manualnego spawania laserowego ze zintegrowanym systemem sterowania numerycznego po MPS, czyli półautomatyczny system typu all-in-one.



Know-how, technologia laserowa i serwis od jednego dostawcy

Aby zapewnić najwyższą efektywność pracy, wdrożone technologie laserowe wymagają zastosowania nie tylko odpowiednich systemów laserowych, ale także dopasowanych do danej aplikacji narzędzi mocujących oraz wydajnych systemów załadunku i rozładunku obrobionych detali. Firma COHERENT-ROFIN jest obecnie jednym z niewielu producentów systemów laserowych na świecie, którzy są w stanie zapewnić klientom pełną obsługę sprzedażową i posprzedażową – od ewaluacji i rozwoju aplikacji, po ogólnoświatową i lokalną sieć serwisową gwarantującą stałe wsparcie użytkowników w realizacji ich zadań.

PolandEnglish