Saldatura laser: la soluzione leggera per componenti medicali

24 febbraio 2023

14:00

Il settore medico richiede i massimi livelli di qualità, coerenza e tracciabilità in ogni aspetto delle sue operazioni quotidiane. Questi stessi rigorosi standard si applicano anche ai processi produttivi utilizzati per produrre i dispositivi medici, gli impianti e gli strumenti necessari come parte dei programmi di trattamento dei pazienti. Come si può immaginare, il raggiungimento di queste rigorose specifiche richiede tecnologie all'avanguardia in grado di eseguire processi di precisione coerentemente con i più alti livelli di qualità.

La potenza, la flessibilità, la precisione e le prestazioni del laser sono gli attributi chiave che hanno contribuito all'adozione della tecnologia in un'ampia gamma di applicazioni correlate al settore medico. Esiste un numero crescente di applicazioni in cui è necessario unire componenti e dispositivi metallici e la saldatura laser è ormai consolidata come il processo preferito da molti produttori. I laser sono in grado di unire con precisione singoli elementi per creare un legame strutturale o generare una tenuta ermetica dove richiesto per evitare perdite o ingressi, e anche parti estremamente piccole possono essere saldate con elevati livelli di precisione.

La capacità di controllare con precisione l'energia laser rende possibile saldare metalli con temperature di fusione elevate o elevata conduttività termica. Inoltre, materiali che altrimenti sarebbero difficili o impossibili da saldare con altri mezzi, spesso possono essere uniti con successo utilizzando un laser.

In qualità di distributore di ALPHA Laser nel Regno Unito e in Irlanda, TLM Laser, con sede a Bromsgrove, dispone di una gamma completa di tecnologie di saldatura laser, come spiega il direttore dell'azienda Andy Toms: "Con una scelta di laser a fibra e laser Nd:YAG disponibili, siamo in grado di consigliare la migliore soluzione per qualsiasi specifica applicazione di saldatura laser su parti relative al settore medicale. I laser forniscono un input energetico preciso, con conseguente minore calore, che impedisce la distorsione dei componenti da unire. Il processo fornisce inoltre una superficie liscia e priva di ossidi e una giunzione sottile su giunti saldati di testa, saldature sovrapposte o saldature d'angolo. Un altro vantaggio è che solitamente non è necessario il preriscaldamento del materiale”.

Tale è stato il successo e la successiva crescita del processo di saldatura laser nel settore, che ALPHA Laser ha lanciato il nuovo sistema di saldatura laser AL Q. Questo è stato sviluppato per gli ambienti di produzione con specifiche elevate e alta qualità presenti nel settore medico. Questo sistema laser chiuso di Classe 1 è disponibile con una scelta di laser a fibra da 450 W o 600 W, con moduli raffreddati ad acqua o ad aria. Il sistema include una porta ad azionamento elettrico con una finestra di sicurezza laser ed è stato progettato per un funzionamento ergonomico durante seduto. Oltre al funzionamento standard a 3 assi (XYZ) è disponibile un'unità di rotazione inclinabile opzionale. Questo può essere controllato manualmente tramite un joystick, in modalità semiautomatica o completamente automatica.

Durante la saldatura con un laser, il raggio viene focalizzato su un piccolo punto da 0,2 a 2 mm dall'ottica di focalizzazione. L'apporto di energia nel punto focale è molto elevato, il che fa sì che la superficie del materiale si sciolga rapidamente. A seconda delle esigenze di saldatura, il giunto può essere prodotto con o senza diversi metalli d'apporto (filo). Un ulteriore vantaggio del laser è la capacità di operare in diverse modalità. Utilizzando il principio della modalità pulsata, il bagno di fusione si raffredda durante le pause dell'impulso, con conseguente penetrazione più superficiale, minore distorsione e complessivamente un minore apporto di energia nel materiale, il che è particolarmente importante sui componenti sottili.

In alternativa, quando si salda in modalità CW, il risultato è un bagno di fusione continuo. Ciò consente una penetrazione della saldatura più profonda utilizzando densità di energia elevate, una potenza media elevata con un diametro del fuoco ridotto. Il processo di saldatura a conduzione termica CW viene utilizzato anche per l'accumulo di materiale e la saldatura di giunti di materiali base soggetti a fessurazioni, poiché il processo, a seconda del materiale da unire, consente un materiale di saldatura molto omogeneo senza microfessure.