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激光加工技术在医疗器械制造领域的应用
激光加工技术在医疗器械制造领域的应用
时间:2023-07-25 15:11   作者:楚天中谷联创   来源:楚天中谷联创   点击:


激光器被广泛用于医疗器械制造领域,各种不同的激光器类型适用于不同的加工工艺,包括激光打标、焊接、切割等。每种工艺对应特定的加工需求,并且各种新应用还在不断涌现。

接下来就和武汉中谷联创一起来看下激光加工技术在医疗器械制造领域的应用。

激光打标:用于产品信息标记和溯源

激光打标是在设备上永久性地标记公司标识和产品信息的一种很好的方式,以确保产品的可追溯性。激光打标是一种直接零件打标(DPM)工艺,激光灵活的加工方式可以轻松地创建唯一的设备标识符(UDI)、公司标识和有关设备使用的文本、图形等信息。激光打标被广泛用于医疗和牙科设备,例如用于接骨螺钉的打标,以及装载心脏起搏器、听觉植入物、人工晶体和内窥镜工具等精密电子器件的容器外壳的打标。

武汉中谷联创核酸检测试剂卡激光打标样品

适合激光打标的工业激光器,根据波长、激光介质或脉冲持续时间,可分为紫外激光器、绿光激光器、光纤激光器、二氧化碳(CO2)激光器和超短脉冲(USP)激光器。材料特性、打标类型及相应的质量要求,决定着哪种光源是最佳选择。

激光焊接:用于精密复杂零件的微焊接

医疗器械通常是一些手持工具或是小型部件,它们经常在手术中使用或是被植入到人体内。将这些部件连接在一起的焊缝,对患者的健康至关重要。因此,需要严格控制焊缝质量,这就要求可重复的激光脉冲、较小的光斑直径以及激光能量能穿透材料被有效吸收。一般将穿透深度和焊点尺寸小于1mm的焊接工艺,叫做激光微焊接。激光微焊接通常用于心脏起搏器、手术刀片、内窥镜仪器和电池等产品的精密焊接。

激光微焊接可分为两种类型:点焊和缝焊。医用管、细弹簧电触头、挂钩组件、医用导丝和医用海波导线等需要点焊工艺。点焊工艺需要将激光能量精确地输送到焊点处,因此需要合适的激光光斑。

缝焊是用来密封人体植入设备的方法,可以使用脉冲Nd:YAG激光器或CW激光器实现。具体采用哪种激光器,由焊接件的几何形状或材料对热的敏感性决定。

激光切割:用于人体可植入设备和手术工具的切割

在医疗器械领域,激光切割最常用于制造管状产品,如植入式支架、内窥镜和关节镜工具、柔性轴、针头、导管和海波管,以及扁平用具,如夹子、框架及网筛结构等。这些设备对实现先进的外科手术、改善数百万患者的健康和生活质量至关重要。

医疗器械的激光切割通常需要使用加压辅助气体,一般是氧气、氩气或氮气,气体随着光束同轴流动。用于切割的激光源,可以选择微秒、纳秒光纤激光器,或者脉宽为百飞秒量级的USP激光器。光纤激光器因其价格低廉、光束质量好、易于与光纤集成传输而得到广泛应用。

光纤激光器擅长切割较厚的金属,如不锈钢、钛、钴铬和镍钛合金等,切割厚度可达0.5~3mm。

因此,光纤激光器成为切割手术锯、刀片和具有软轴的大型手术钻的理想选择。然而,由于光纤激光切割是一个热加工过程,零件在切割后通常会出现毛刺、浮渣和热影响区,因此需要使用后加工清洗技术,如翻滚、去毛刺和电解抛光等,对加工后的产品进行抛光、清洗后才能使用。

在医疗器械的制造中,激光器已经广泛应用于激光打标、焊接、切割等工艺过程。为每种加工工艺选择合适的激光器,对实现预期的加工效果和稳定的重复性非常重要。因此,对工艺基础的全面理解,为推动医疗器械领域的创新开启了新机会。
 
 

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