中国国际医疗器械设计与制造技术展览会(Medtec China)2021

专注于为医疗器械研发与生产服务

2021年9月1-3日 | 上海世博展览馆2&4号馆

激光在医疗器械制造中的用途

2020-12-16

激光技术广泛应用于医疗器械制造过程,包括打标、焊接、切割、微加工等,是名副其实的“瑞士军刀”。这里介绍工业激光在医疗器械制造中的四大用途,以及采用的最合适有效的激光器。

激光打标——用于对公司、产品和零件的信息标识和可追溯

我们常见的医疗器材,包括骨螺钉、起搏器、听觉植入器和内窥镜器械等,都会用激光打上标识。激光打标能够永久提供公司和产品信息,具有耐腐蚀性从而确保长期可追溯性,是一种直接标识部件的方法(DPM),也是美国食品药品监督管理局FDA认可的标识方法。

有几种不同的激光器适用于激光打标。根据波长、激光介质或脉冲持续时间不同,这些激光器可分为紫外(UV)、红外(IR)、远红外(FIR)和超短脉冲(USP)皮秒和飞秒激光器。选择哪一种激光器,取决于产品材料。

对于采用不锈钢材料的医疗设备,标识必须满足以下条件:
• 耐腐蚀
• 无表面夹杂物
• 生物相容性
• 能够经受多次清洗
对于不锈钢,采用USP激光器能够满足以上条件,并能够通过严格的热硝酸测试,获得最佳的整体效果。

通快(中国)有限公司在医疗行业的各大应用,具体在精密焊接,精密切割,深黑打标以及 3D 打印这些方面,下图带你走近通快在医疗行业的应用!


上海三克激光科技有限公司的紫外激光打标机适用于食品、药品、化妆品、电线等高分子材料的包装打标,打微孔(孔径D≤10μm)柔性PCB板、LCD、玻璃、高分子材料等物体表面打标,微孔加工等。


激光焊接 —— 连接非常小而复杂零件的理想方法

激光广泛应用于小型精密医疗器械的点焊、缝焊和密封。能够对小于1mm尺寸的零件或者局部位置进行焊接。像这样的微焊接经常用于起搏器、手术刀片、内窥镜仪器和电池等产品上。

适用于微焊接的激光器有脉冲Nd:YAG、连续波(CW)光纤、纳秒(Ns)光纤、准连续波(QCW)光纤和高亮度半导体(HBDD)激光器。应注意根据不同应用选择最合适的激光器。

点焊可采用的激光器。20-200微米光斑→光纤激光器;200-1000微米光斑→脉冲Nd:YAG激光器。

脉冲纳秒激光器(Ns),是焊接非常小的金属件的最佳选择,金属件厚度仅为0.25毫米,光斑尺寸小于50微米。脉冲Ns激光器几乎适用于任何材料的焊接,为小元件和新材料组合提供了新的机会。

除了金属焊接,激光也广泛用于塑料件焊接,具有清洁无污染美观的特点。

来自乐普科(天津)光电有限公司的LPKF InlineWeld 系列激光塑料焊接系统设计用于生产线内的自动进料和集成。


激光切割——可精密切割刀片,轴和套管等

激光切割工艺非常适合于切割剃须刀刀片,精密轴,支架,套管,以及皮下注射针头等。

激光切割一般分为两种方法:
• 气体辅助切割,通常与微秒激光器一起使用。
• 激光烧蚀是一种利用纳秒、皮秒或飞秒脉冲激光器直接对材料表面进行烧蚀,无需任何后处理工序,其热影响区最小。

气体辅助切割是激光切割医疗器械产品最常用的方法,其速度和精度足以保证良好的切割质量和切缝宽度。然而,随着管的直径和特征变得越来越小,采用激光烧蚀技术更为有效。该技术可以实现10微米量级的特征尺寸和切口宽度的切割。

竞升医疗技术服务有限公司的飞秒激光切割设备 新一代冠脉/外周/心脏瓣膜支架切割设备(光纤激光或光纤和飞秒双光源)


LaserLinc公司的激光扫描测微仪和超声波测量设备具有非接触、高精度、快速响应的特点,它被广泛地应用到管材、线材等生产中进行自动测量与和质量控制用途,以提高质量和减少浪费


来自江阴德力激光设备有限公司的蓝宝石,玻璃,石英产品,用于手机面板 / 摄像头盖板 / 光学镜片 / 半导体晶圆片(LED) / LED封装支架/微流道结构加工,采用光纤激光切割 / 超短脉冲激光切割 / 激光隐形切割等。
激光微加工——精密的表面构造和钻孔

激光微加工应用于医疗器械制造,例如在针、导管、可植入设备和微型仪器上进行表面纹理加工和钻孔。常用超短脉冲(USP)激光器。因为短脉冲持续时间可以更有效地去除材料,即以更少的能量输出,获得干净的切割效果,几乎不需要后处理。

激光微加工过程不是特别快,但却是极其精确的工艺过程。一个典型应用,采用飞秒超短波脉冲激光器,对聚合物导管表面纹理加工,能够实现精确的纹理深度和高度的加工控制。

USP激光器还可以在针上钻出非常小而精确的小孔,直径只有80-200微米。此外,激光微加工系统可以通过编程来加工圆形、正方形或椭圆形的孔,以帮助控制通过针头的药物输送。激光还可以在不同的材料上加工出不同类型的微小结构,这些材料包括金属、聚合物、陶瓷和玻璃。

激光微加工的另一个主要应用是线剥离。在这种应用中,使用飞秒激光器通过选择性烧蚀,去除表层厚度达20微米的聚氨酯涂层,而不会对底层材料造成损伤。

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英诺激光科技股份有限公司激光剥离技术是通过激光选择性去除固体基材表面材料的高精度加工过程,在去除过程中对特定区域进行高精度加工和重塑加工,而保证其他区域不受影响。


Motion Dynamics以生产微型金属丝成型配件著称,例如高精激光焊接的微型夹紧弹簧;能使用的最小丝径为0.0177mm(0.0007"),加工出的最小弹簧直径为0.127mm(0.005")。


美国Pulse公司专注于CNC微加工及组装,电极涂层,绕簧电极,激光焊接与雕刻,纳米雕刻,钛阳极氧化,表面无痕处理等。

 

来源:塑料焊接技术