अधिकांश चिकित्सा उपकरण, विशेष रूप से पुन: प्रयोज्य वाले, कुछ प्रकार के स्टेनलेस स्टील से बने होते हैं। इन स्टेनलेस स्टील्स के लिए लेजर कटिंग तकनीक व्यापक रूप से जानी जाती है और व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। स्टेनलेस स्टील उत्पादों के निर्माण के लिए नैनोसेकंड पल्स के साथ फाइबर लेजर मुख्य विकल्प है, क्योंकि ये लेजर तेज गति और उच्च थ्रूपुट प्रदान कर सकते हैं। फेमटोसेकंड (एफएस) लेसरों का उपयोग केवल बहुत पतली समुद्री लहर ट्यूबों, नाजुक विवरण वाले घटकों, या ऐसे लेसरों द्वारा प्रदान की जाने वाली उत्कृष्ट बढ़त गुणवत्ता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों को काटने के लिए किया जाता है।
चिकित्सा उपकरण निर्माण (एमडीएम) में उपयोग की जाने वाली अन्य "आला" धातुओं को काटना अक्सर विभिन्न चुनौतियों का सामना करता है, लेकिन लेजर कटिंग की बहुमुखी प्रतिभा लगभग हमेशा उत्कृष्ट समाधान प्रदान करती है। आइए देखें कि कैसे/क्यों मेटल लेजर कटिंग को तीन पूरी तरह से अलग धातु प्रकारों पर लागू किया जा सकता है: मैग्नीशियम, निकल-टाइटेनियम मिश्र धातु और प्लैटिनम (साथ ही सोना)।
मैग्नीशियम सपोर्ट का फेम्टोसेकंड लेजर कटिंग
अकेले संयुक्त राज्य अमेरिका में, हर साल 2 मिलियन से अधिक स्टेंट रोगियों में प्रत्यारोपित किए जाते हैं। लेजर कटिंग, विशेष रूप से फेमटोसेकंड लेजर कटिंग, इन सपोर्ट के निर्माण के लिए आदर्श विकल्प है, क्योंकि यह आसानी से आवश्यक बढ़त गुणवत्ता प्रदान कर सकता है और यांत्रिक या रासायनिक पोस्ट-प्रोसेसिंग की आवश्यकता को बहुत कम कर सकता है। यह भी महत्वपूर्ण है कि पूरी तरह से एकीकृत स्वचालित मशीनें ट्यूबलर ब्लैंक्स की 3डी कटिंग को सरल बनाएं। ये मशीनें गीली कटाई का समर्थन करती हैं, जो यह सुनिश्चित करने में मदद करती है कि बहुत पतले पाइपों को काटते समय पीछे की दीवार को थर्मल क्षति नहीं होगी।
क्योंकि स्टेंट साइट कभी-कभी ब्लॉकों को फिर से बना सकती है और संवहनी रुकावट का कारण बन सकती है, जिसके परिणामस्वरूप हाल के वर्षों में, इस समस्या को हल करने के लिए बायोएब्जॉर्बेबल स्टेंट का उपयोग अधिक से अधिक व्यापक हो गया है। जल्द से जल्द बायोएब्जॉर्बेबल स्कैफोल्ड पॉलीलैक्टिक एसिड (PLLA) जैसे कार्बनिक पदार्थों से बना था। सबसे पहले, ग्रीन पिकोसेकंड लेजर का उपयोग किया गया था, लेकिन परिणाम आदर्श नहीं था। इसलिए, फेमटोसेकंड लेजर को जल्दी से अपनाया गया और वास्तविक मानक बन गया। उसके बाद, शोधकर्ताओं ने एक अन्य वैकल्पिक सामग्री के रूप में शोषक धातु (मैग्नीशियम) स्टेंट विकसित किया। मैग्नीशियम की तापीय विशेषताओं का अर्थ है कि फाइबर लेजर प्रसंस्करण एक असामान्य समस्या उत्पन्न करेगा, अर्थात, काटने की सतह छोटी धातु की बूंदों का उत्पादन करेगी। यांत्रिक सफाई द्वारा इन बूंदों को हटाने की जरूरत है। हालाँकि, यह कई समर्थन डिज़ाइनों में आवश्यक पतले स्तंभों को नुकसान पहुँचा सकता है; इस पोस्ट-ट्रीटमेंट के परिणामस्वरूप केवल 50 प्रतिशत की उपज हो सकती है। इसलिए, फेमटोसेकंड लेजर फिर से मानक काटने की तकनीक बन गई है।
Ni-Ti मिश्र धातु की फाइबर लेजर कटिंग
निकेल-टाइटेनियम मिश्रधातु या "मेमोरी मेटल" में विशेष गुण होते हैं जैसे सुपररेलास्टिसिटी और शेप मेमोरी। इन विशेषताओं के कारण इसके कुछ फायदे हैं, जिनका उपयोग टीएवीआर सहित कुछ अलग इम्प्लांटेबल उपकरणों और सर्जरी में किया जा सकता है।
वर्तमान में, इसके अधिकांश निकल-टाइटेनियम मिश्र धातु ट्यूबलर उत्पाद व्यास में 3-6 मिमी की सीमा के भीतर हैं। फाइबर लेजर कटिंग उन्हें एक ही समय में अच्छी थ्रूपुट और एज क्वालिटी प्रदान कर सकती है। उच्च स्थिरता और दोहराव वाली मशीनों का चयन करते समय सटीकता काटना एक समस्या है।
प्लेटिनम का क्षरण काटना
आज के अधिकांश चिकित्सा उपकरण निर्माण अनुप्रयोगों में, आदर्श लेजर कटिंग विधियां आमतौर पर फाइबर लेजर कटिंग और फेमटोसेकंड लेजर कटिंग हैं। हालांकि, कुछ निर्माता इसके बजाय "क्षरण काटने" नामक एक नई प्रक्रिया का उपयोग करते हैं। कंपनी इस तकनीक का उपयोग चिकित्सा और जैव प्रौद्योगिकी अनुप्रयोगों और ईंधन कोशिकाओं में उपयोग किए जाने वाले प्लेटिनम-आधारित घटकों सहित उत्पादों के निर्माण के लिए फेमटोसेकंड लेजर कटिंग के कम लागत वाले विकल्प के रूप में करती है।
"पारंपरिक काटने की विधि पतले हिस्सों के लिए उपयुक्त नहीं है, क्योंकि बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न होती है और यह केवल कुछ ग्राम वजन वाली छोटी संरचनाओं का समर्थन नहीं कर सकती है। कटाव काटने से इन समस्याओं से बचा जा सकता है।" कटाव काटने में तेजी से गैल्वेनोमीटर स्कैनिंग तकनीक का उपयोग होता है जो आमतौर पर अंकन के लिए उपयोग किया जाता है। वास्तव में, प्रारंभिक उपयोग एक 20 W फाइबर लेजर है, जो एक ऐसी प्रणाली है जिसका उपयोग अक्सर अंकन/उत्कीर्णन कार्यों को पूरा करने के लिए किया जाता है।
"क्षरण काटना न केवल काटने के लिए केंद्रित लेजर के एक पास का उपयोग कर रहा है, बल्कि कम से कम दर्जनों, कभी-कभी हजारों दोहराए गए लेजर भी शामिल हैं, एक समय में कई माइक्रोन सामग्री को समाप्त कर रहे हैं। लेकिन उच्च गति वाले गैल्वेनोमीटर के लिए धन्यवाद, हजारों ऑपरेशन तक कुछ ही मिनटों में पूरा किया जा सकता है। यह अनूठी तकनीक वास्तव में लगभग किसी भी धातु और अन्य कठिन सामग्रियों (जैसे सिरेमिक) पर लागू होती है।
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