상대적으로 저렴한 비용, 확장 가능한 전력 및 높은 신뢰성을 갖춘 파이버 레이저는 수년 동안 의료 기기 제조 산업에서 절단 및 드릴링 응용 분야를 지배해 왔습니다. 펨토초 레이저는 절단 품질 측면에서 상당한 이점을 제공하지만 오랜 역사를 가지고 있습니다.
상대적으로 저렴한 비용, 확장 가능한 전력 및 높은 신뢰성을 갖춘 파이버 레이저는 수년 동안 의료 기기 제조 산업에서 절단 및 드릴링 응용 분야를 지배해 왔습니다. 펨토초 레이저는 절단 품질 측면에서 큰 이점을 제공하지만 오랫동안 작은 시장 점유율만을 놓고 경쟁했습니다. 그러나 그래프에서 알 수 있듯이 코히런트 튜브 절단 시스템의 판매 수치는 이러한 상황에서 갑작스럽고 매우 빠른 변화를 나타냅니다. 파이버 레이저에 비해 펨토초 레이저의 시장 점유율이 크게 증가한 원인이 무엇인지 살펴보겠습니다.
재료 가공에 펨토초(fs) 레이저를 사용하면 몇 가지 고유한 이점을 제공하는 것으로 오랫동안 알려져 왔습니다. 파이버 레이저와 같은 기존 레이저의 경우 대부분의 재료 상호 작용은 열영향부(HAZ)를 생성하는 광열입니다. 정밀 응용 분야에서 이것은 녹지 않고 깨끗하게 가공할 수 있는 부품의 최소 크기를 제한하고 허용할 수 없는 기능적 또는 외관 손상을 초래할 수 있으며 종종 기계적 후처리 작업(예: 디버링, 수동 연마 또는 리밍)을 필요로 합니다. 대조적으로, 펨토초 레이저는 수십 배 더 짧을 수 있는 펄스를 제공하고 피크 전력이 훨씬 더 높기 때문에 열이 부품으로 전달되기 전에 재료가 순간적으로 증발할 수 있습니다. 이 절단은 더 정확하고 상대적으로 더 차갑기 때문에 재주조 잔해 없이 더 작은 부품을 생산하므로 연삭이나 광택을 낼 필요가 없습니다. 또한 이 방법은 폴리머/금속 코팅과 같은 혼합 재료를 포함하여 거의 모든 재료로 만들어진 부품에 적합합니다.
더 미세한 세부 사항(예: 프레임)이 있는 소형 장치
더 작고 더 얇은 벽 구성 요소와 더 많은 절단 세부 사항(예: 주변 스텐트, 해마, 최소 침습 도구 등)을 갖춘 의료 기기에 대한 시장 수요가 증가함에 따라 최근 펨토초 레이저 가공 시장 점유율이 크게 증가했습니다. 위에 표시된 것과 같은 튜브 절단 형상을 위해 구성된 장치의 경우 특히 그렇습니다. 또한 더 까다롭고 값비싼 재료를 사용하는 것도 중요한 추진 요인입니다. 예를 들어 마그네슘 생체 흡수성 스텐트는 파이버 레이저 가공 후 후처리가 수율을 최대 50%까지 감소시킬 수 있는 반면 펨토초 레이저 절단은 후처리가 필요하지 않습니다. 다른 산업(예: 디스플레이/전자 제품)은 점차적으로 이 기술을 채택하여 레이저 제조업체가 고급 펨토초 레이저 시스템 및 기계를 개발하도록 하는 추가적인 시장 수요를 창출하고 있습니다.
펨토초 레이저가 발전하는 곳 - 더 높은 전력, 더 낮은 와트당 비용
실제로 펨토초 레이저는 성능, 경제성 및 신뢰성 측면에서 완전히 새로운 수준의 성숙도에 도달했습니다. 출력은 생산량을 직접 결정하므로 특히 중요한 성능 매개변수이며, Coherent의 Monaco 시리즈는 최대 출력을 20W 미만에서 60W 이상으로 지속적으로 증가시킨 차세대 펨토초 레이저의 일부입니다. 판매 차트. 대부분의 펨토초 레이저의 와트당 비용도 최근 감소했습니다. 결과적으로 이러한 레이저는 처리량을 증가시키는 데 도움이 될 뿐만 아니라 부품당 비용도 절감할 수 있습니다. 초기 Monaco 모델은 까다로운 24/7 생산 환경에서 수년 동안 사용되어 펨토초 레이저의 높은 신뢰성을 강조하여 총 소유 비용을 줄이는 데 도움이 됩니다. 기계적 후처리 단계를 제거하여 실현되는 비용 절감과 결합하여 일부 정밀 절단 작업에 매우 비용 효율적일 수 있습니다.
간소화된 자동화 기계
대부분의 의료 기기 제조업체가 단순한 레이저가 아니라 완전한 레이저 시스템을 원한다는 것은 사실입니다. 이 비전을 실현하는 마지막 단계는 고급 펨토초 레이저를 시장에 도입하는 것입니다. 펨토초 레이저는 시작하는 데 광범위한 교육이나 전문 지식이 필요하지 않은 사용하기 쉬운 소프트웨어와 함께 간소화된 자동 부품 처리 및 모니터링을 허용합니다. 이를 통해 사용자는 소량 배치로 서로 다른 기계 간에 신속하게 전환하거나 장기간 무인으로 대용량 구성 요소를 실행할 수 있는 유연성을 제공합니다. 이에 대한 예는 새로운 운영 소프트웨어인 Coherent의 frameWork 레이저 소프트웨어를 통합한 Coherent의 StarCut Tube 시리즈 기계입니다.
파이버 레이저나 펨토초 레이저 또는 둘 다를 선택해야 합니까?
오늘날 의료 기기 제조 산업에 종사하는 모든 사람에게 새 기계를 구입하는 데 있어 주요 과제 중 하나는 펨토초 레이저와 파이버 레이저 중에서 결정하는 것입니다. 파이버 레이저는 또한 사용 가능한 출력이 더 높기 때문에 더 빠르게 절단하고 더 두꺼운 부품을 절단할 수 있다는 주요 이점이 있습니다. 그러나 더 얇은 부품의 경우 반복 빈도를 줄이고 축적된 열 손상을 방지해야 하기 때문에 전력 및 속도 이점이 크게 감소하는 경우가 많습니다. 따라서 최종 분석에서 어떤 레이저가 가장 적합한지 선택하는 것은 특정 애플리케이션 시나리오에 따라 달라집니다.
이 때문에 의료 기기를 절단하는 데 사용되는 새로운 레이저의 경우 이제 펨토초 레이저 또는 파이버 레이저 또는 둘의 혼합을 선택할 수 있습니다. 후자의 옵션을 사용하면 파이버 레이저로 절단하는 것이 펨토초 레이저로 절단하는 것보다 경제적일 수 있는 상황(또는 그 반대)이 있기 때문에 사용자는 개별 작업에서도 두 레이저 간에 원활하게 전환할 수 있습니다.
