海波管是一種薄金屬管，在許多現代醫療手段中使用。全自動工作站激光加工是制造這種精密醫療產品的優選方法之一，能夠保證必要的精度、產量和產能。借助針對應用優化的軟件，該工藝可以變得簡單且非常高效。
海波管：一項拯救生命的技術
微創手術具有許多優勢，在許多此類醫療手段中，都要使用海波管（有時稱為導絲）這一關鍵設備。這些海波管需要小而柔韌，才能進入人體血管。而且它們需要是中空的，以便控制工具或輸送藥物。
海波管必須滿足許多復雜的要求。其邊緣必須無毛刺，而且其所包含的材料應柔軟且易于消毒。其遠端設計可以是簡單的切口，也可以是復雜的微加工部件。為了能夠可靠運行，海波管在承受一定扭矩時應具有柔韌性，并且必須能夠承受扭結和推動。
金屬海波管通過其管壁上的切口圖案獲得柔韌性。間斷螺旋圖案是實現柔韌性的方法之一。切口長度和切口間距決定了管的剩余剛度。
海波管的精確高效加工
通常，海波管采用先進的激光技術進行加工。激光系統必須執行不同的任務，例如在金屬管壁上或壁內打標、切割和鉆孔。目前，主要采用中等功率光纖激光器執行這些任務。所有邊緣必須無毛刺，這可能需要在進行激光加工后進行一些后處理。
然而，越來越多的用戶現在選擇飛秒激光器，而不是光纖激光器。這種超短脈沖（USP）激光將其能量快速積聚到材料中，導致熱量無法擴散，并且在材料蒸發的過程中極大限度縮小熱影響區域。因此，USP 激光器能夠產生相對光滑的邊緣，而后處理水清洗通常就足夠了。但反過來，USP 激光器雖然非常精確，但速度比光纖激光器要慢一些。
圖 1 顯示了使用 Coherent StarCut Tube 加工的海波管樣品。出于演示目的，使用了同時配有光纖激光器和飛秒激光器的 StarCut Tube Hybrid。僅配備光纖激光器或飛秒激光器的 StarCut Tube SL 也可以完成該任務，同時占用空間更小。
在左端切掉了一個稱為削皮的部分。在削皮內切出了一個小測試切口。此外，海波管上還打標了兩個黑色環。這三個步驟均使用 Monaco 飛秒激光器執行。
圖 1：使用 Coherent StarCut Tube Hybrid 制作的海波管樣品，外徑為 0.7 mm
下一步，一個長長的間斷式螺旋被刻入管壁。對于此工藝，系統切換到此混合工作站的第二個激光源：功率適中的Coherent StarFiber。螺旋圖案是“即時”切割的，即在管子不斷高速移動時切割。在這個過程中，每次切割開始時都會精確地觸發激光計時。
圖 2 顯示的是光纖激光加工的效果。海波管的軸有兩種典型樣式：間斷式螺旋或所謂的砌磚樣式。砌磚樣式由平行的間斷切口組成，類似于磚墻上的石頭。典型的海波管長約 1.5 m，使用動態切割程序可以非常快速地處理海波管的較長部分。該樣品的周期時間僅為 35 s。
圖 2：Coherent StarFiber 光纖激光器以磚砌圖案（左）或斷續螺旋（右）進行動態切割，切口寬度小于 20 μm
易于使用的動態激光切割軟件
Coherent StarCut Tube 的用戶界面專為輕松加工小批量和大批量醫療器械產品而開發。Cagila 軟件經過優化，可輕松編程處理程序。為了加快工作流程，其中集成了一些附加功能，例如頻閃功能。此功能支持在管材切割過程中自動生成斷續螺旋設計或磚砌圖案。
觸發信號輸出與旋轉軸位置同步生成。因此，激光器的開關命令延遲和抖動都降至非常低的水平。可以使用基于表格的輸入或從導入的 CAD 數據生成螺旋或磚砌設計的幾何形狀，然后就可以自動加工。同時可以納入后處理功能，例如在定義距離后自動重新夾緊，以及開始后或最終切斷位置之前添加額外的彎頭。
圖 3：Coherent StarCut Tube SL 可以配備光纖或飛秒激光器，且相比市場同類產品，其占用空間非常小 (2,200 mm×760 mm)。可配備多個進料和卸料模塊，實現全自動加工
占用空間小的自動化加工
醫療器械通常在成本高昂的潔凈室中制造。相比同類激光機，Coherent StarCut Tube SL 占用的空間更小，很大限度減少了寶貴的潔凈室空間使用量。
StarCut Tube 可以配置為手動加工和自動加工，并且可以配備光纖激光器、飛秒激光器或同時配備兩者。可以添加多個進料器和卸料器模塊，以獲得全自動解決方案。例如，機器可以使用 StarFeed S，自動裝載外徑小至 0.3 mm的血栓切除導管等管材。其他管材裝載模塊可容納直徑 1 到 20 mm、長度為 3 m的管材，從而實現完全自動化生產，無需任何手動操作。
StarCut Tube 可以采用 StarFiber 激光器，其可調節脈沖寬度為 10～50 μs，或者采用十分先進的 USP 激光器 Monaco，其脈沖寬度小于 350 fs。光纖激光器非常適合切割較厚材料和管材，因為在切割這類材料時，速度非常重要。飛秒激光器更適合切割極薄部件或精密部件，對于這些部件而言，表面光潔度非常重要，并且必須避免熱副作用。
該機器可以處理管狀基材（直徑最大為 30 mm）和平板基材，因此具備更高的實用性和價值。該機器可進行 2 軸、3 軸或 4 軸作業。
該軟件經過優化，易于操作，并可以實現快速加工。不同操作員可以根據其熟練程度獲得不同的訪問權限。工藝和工件參數可以記錄，以便進行追溯。在混合系統中，機器可以在使用一個 CNC 文件的同一作業中的兩個激光器之間進行切換。對于全自動加工，有一個專用模塊可用于自動發短信；每當出現問題或工作完成時，它都會向操作員發送一條短信。
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