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Laser-Präzision für die Hypotube-Herstellung

Laserbearbeitung
Hypotube-Hersteller setzt auf Präzision des Lasers

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Nur einige der vielfältigen Mikrokomponenten, die Cambus dank der Flexibilität und Vielseitigkeit der Laserbearbeitung herstellt (Bild: Cambus Medical)
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Der irische Medizintechnikhersteller Cambus setzt den Laser für eine Vielzahl von Prozessschritten bei der Fertigung seiner Produkte ein. In der langjährigen Zusammenarbeit mit dem Laserspezialisten Coherent entstehen minimal-invasiven Vorrichtungen für diagnostische und therapeutische Anwendungen.

Roland Wölzlein
Coherent, Gilching

Die Entwicklung und Verfeinerung der perkutanen transluminalen Koronarangioplastie (PTCA) in den 1980er Jahren führte zu einer Revolution in der Behandlung der koronaren Herzkrankheit (KHK). Die Gründer von Cambus Medical, Galway, hatten bereits mehrere Jahre Erfahrung mit solchen Komponenten, bevor sie sich 2006 entschlossen, ihr eigenes Unternehmen zu gründen. Cambus-CEO Barry Comerford erklärt: „Unser PTFE-Beschichtungssystem war sicherlich der Anstoß für die Gründung unseres Unternehmens, aber von Anfang an war die Laserbearbeitung einer der wichtigsten Wegbereiter.“ Laser kamen gerade in der PTCA-Bearbeitung auf, und der erste Cambus-Kunde wollte ein hochmodernes, mit Lasern bearbeitetes Produkt. „Also trafen wir die mutige Entscheidung, einen beträchtlichen Teil unseres Startkapitals in zwei Maschinen von Rofin, jetzt Coherent, zu investieren: eine Laserschneidmaschine Starcut Tube und ein Laserschweißsystem Starweld.“ Beide Maschinen sind heute noch in Betrieb. Zusätzlich zu den Katheterschäften produziert Cambus, das heute zur Freudenberg Medical Inc. in Carpinteria, Kalifornien, gehört, hochpräzise Mikrokomponentenlösungen, Spezialnadeln und Drahtbaugruppen und nutzt dabei verschiedene Laser- und Nicht-Laser-Technologien: Das Unternehmen besitzt sieben Coherent-Laserschneidmaschinen der Starcut-Tube-Serie, fünf Lasermarkiersysteme und sechs Schweißmaschinen der Select-Serie.

Schneiden mit dem Laser: So dünn wie ein menschliches Haar

Die Starcut-Tube-Maschinen sind in sich geschlossene, automatisierte CNC-Systeme mit bis zu vier Schneidachsen und einem benutzerfreundlichen GUI. Heute sind sie wahlweise mit einem Mikrosekunden-Faserlaser für hohen Durchsatz oder einem Femtosekunden-Ultrakurzpulslaser (UKP) für ultimative Oberflächenqualität oder sogar mit beiden Lasern in einer Hybridmaschine erhältlich. Die Verwendung einer Granitschneidplattform ist für hohe Präzision wesentlich, so dass Anwender Flachmaterial genauso schneiden können wie Streben, die so dünn wie ein menschliches Haar sind, während sie Rohre mit einem Durchmesser von bis zu 30 mm bearbeiten.

Die Schweißsysteme der Select-Serie sind mehrachsige Handschweißgeräte mit Linear- und Rotationsachsen, die auch den halbautomatischen und automatischen Betrieb erlauben: entweder mit Joystick-Steuerung oder voll CNC-programmiert. Alle Parameter können ohne spezielles Know-how über einen multifunktionalen Joystick und einen großen Farb-Touchscreen eingestellt werden. Die meisten Produkte von Cambus stehen im Zusammenhang mit PTCA-Einführsystemen, Bildgebung, Führungs- und Einbringungssystemen und sind daher meist aus Edelstahl: hauptsächlich 304 mit etwas 316 und einer kleinen Menge an 17–7 PH und CoCr.

Konventionelle Beschriftung übernimmt der Faserlaser

Zusätzlich zum Schweißen, Bohren und Schneiden müssen viele Produkte von Cambus beschriftet werden – für funktionale sowie identifizierende Zwecke. Da es Einmalprodukte sind, benötigen sie kein Black Marking mit Ultrakurzpulslasern. Deshalb setzt das Unternehmen auf die konventionelle Beschriftung mit einem Faserlaser, der eine kostengünstige Lösung für die direkte Markierung des Metalls oder für die Entfernung von Beschichtungen bietet. Comerford erläutert ein Beispiel für eine einfache Funktionsmarkierung: Cambus entfernt an einigen seiner Produkte an zwei Stellen einen kleinen Ring der Beschichtung, um dem Chirurgen die Entfernung in den Körper anzuzeigen; diese Markierungen fungieren als Brachialmarkierung und als Femoralmarkierung.

Ein kurzer Blick auf die kleinsten und größten Produkte, die Cambus herstellt, hilft zu verstehen, wie Kompetenzen und Maschinen bei Cambus zusammenspielen. Das kleinste Produkt ist ein Hypotube, der für die Aufnahme eines Geräts zur Messung der fraktionellen Flussreserve (FFR) konfiguriert ist; der Hypotube aus Edelstahl 304 hat einen Außendurchmesser von 0,35 mm und einen Innendurchmesser von 0,24 mm. Die FFR ist definiert als das Verhältnis des Koronardrucks distal (Pd) der Läsion, geteilt durch den Aortendruck (Pa) proximal der Stenose während der maximalen Hyperämie. FFR-Messungen können den Chirurgen bei der Revaskularisation leiten.

Das FFR-Gehäuse, wie es von Cambus hergestellt wird, ist etwa 1,60 m lang. Es ist sowohl spiralförmig geschnitten, um die erforderliche Flexibilität am distalen Ende zu gewährleisten, als auch steif am proximalen Ende, um die Schub- und Lenkbarkeit zu gewährleisten. Der Bereich, in dem der Sensor untergebracht ist, hat typischerweise mehrere spezielle Öffnungen, damit das Produkt im Krankheitsgebiet arbeiten kann.

Am anderen Ende des Größenspektrums ist das größte der aktuellen Produkte von Cambus – ein Gerät für den Einsatz bei Verfahren zum Transkatheter-Aortenklappenersatz (TAVR). TAVR ist ein minimal-invasives Verfahren zum Ersatz einer verengten Aortenklappe, die sich nicht mehr richtig öffnen kann. Dieser Zustand, wird Aortenklappenstenose genannt. Das Cambus-Gerät wird aus einem Rohr mit 10 mm Durchmesser aus rostfreiem Edelstahl 304 hergestellt, das eine Gesamtlänge von 1,5 m hat. Das distale Ende ist lasergeschnitten, und für das proximale Ende nutzt Cambus weitere beeindruckende Lasertechnologien, nämlich das Schweißen und Markieren. Das Gerät wird von anderen Freudenberg-Medical-Standorten in den USA und Irland komplettiert.


Zum Anwender

Cambus Medical aus Galway, Irland hat sich zu einem Marktführer für Hypotubes und verwandten Komponenten, wie beispielsweise Katheterschäfte für Hersteller von Kathetern für die perkutane transluminale Koronarangioplastie (PTCA), entwickelt. Zusätzlich zu den PTFE (Teflon)-Beschichtungsmöglichkeiten ist das Unternehmen, das inzwischen zur Freudenberg Medical Gruppe gehört, nach eigenen Angaben Experte im Einsatz einer breiten Palette von Fertigungstechnologien, einschließlich Laserschneiden, Laserschweißen und Lasermarkieren, zusammen mit traditionellen Technologien wie Funkenerosion (EDM), Passivierung sowie dem Spritzguss.

www.cambusmedical.com


Kontakt zum Hersteller:

Coherent Munich GmbH & Co. KG
Zeppelinstr. 10
82205 Gilching
https://de.coherent.com/

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