Il futuro della microproduzione laser nei mercati dei dispositivi medici

1 ottobre 2019 Di Contenuti sponsorizzati

Tecnologie di microproduzione laser e il loro impatto sulla produzione di dispositivi medici La microproduzione laser è un insieme di tecnologie sviluppate per soddisfare una domanda sempre crescente di produzione su microscala nei mercati dei dispositivi medici e della diagnostica avanzata. Queste tecnologie includono ablazione laser, taglio laser, perforazione laser e saldatura laser.

Ciascuna tecnologia risponde all'esigenza comune dei produttori di dispositivi medici di fabbricare dispositivi medici su microscala in metalli o polimeri. Il vantaggio di utilizzare un laser rispetto ai processi meccanici tradizionali include l'assenza di contatto con le parti, la capacità di ottenere caratteristiche su scala micrometrica e un apporto di calore minimo. Questi vantaggi combinati stanno consentendo la miniaturizzazione di molteplici applicazioni di dispositivi medici con un percorso diretto dalla prototipazione alla produzione.

Questo articolo fornisce dettagli sulle tecnologie di microproduzione laser e sulla loro applicazione ai dispositivi medici.

L'ablazione laser è stata un processo vantaggioso per la microproduzione avanzata di applicazioni di dispositivi medici perché offre un'ampia gamma di compatibilità dei materiali che si traduce in una vasta gamma di prodotti.

L'ablazione laser continua a guadagnare popolarità e domanda poiché gli ingegneri di ricerca e sviluppo ne comprendono i vantaggi nella miniaturizzazione dei dispositivi.

Esempi di applicazioni per dispositivi medici:

Ablazione laser 3D

Un esempio è l’ablazione 3D, un processo sviluppato per supportare le esigenze non soddisfatte dei clienti nel mercato neurovascolare.

SfidaUn cliente richiedeva una parte metallica dieci volte più piccola di quanto un processo di lavorazione CNC svizzero potesse fornire.

Soluzione

Vedere le figure 2 e 3 per esempi di applicazione dell'ablazione 3D.

Un'altra applicazione unica dell'ablazione laser è la spelatura dei cavi laser. Questo processo prevede la rimozione del rivestimento esterno per esporre lo strato sottostante o l'anima del filo metallico.

Sfida Nella figura 4, mostriamo le sezioni trasversali di un filo rivestito multistrato ideale (I) e di un filo reale con problemi di non concentricità (esagerati) (II). Gli strati di rivestimento sono più spessi in alcuni punti e più sottili in altri attorno al filo. Se speliamo il filo con il laser in un processo a circuito aperto (ovvero fornendo lo stesso numero di impulsi in tutte le posizioni di rotazione), il risultato finale è un filo irregolare, spelato in modo non uniforme con strati di rivestimento rimanenti e una possibilità di nucleo danni al filo in alcune posizioni di rotazione (III, IV).

Soluzione Per garantire la rimozione del 100% di ogni strato di rivestimento e ridurre al minimo l'incursione indesiderata nello strato successivo, Resonetics ha sviluppato e brevettato un esclusivo controllo del processo a circuito chiuso chiamato ASSURE End Point Detection™. Monitorando il pennacchio di plasma nel punto di ablazione, la cui firma discrimina tra i materiali degli strati successivi e rileva la presenza e il tipo di materiale rimanente, il laser può accendersi e spegnersi per evitare di andare troppo in profondità nelle sezioni più sottili del rivestimento del filo o di rimuovere troppo poco nelle sezioni più spesse (V, VI).

Il vantaggio principale di ASSURE End Point Detection™ è che i fili rivestiti possono essere spelati in modo uniforme e coerente, indipendentemente dall'inevitabile variazione del rivestimento del filo da lotto a lotto o anche all'interno della stessa bobina.

Il taglio laser utilizza tipicamente un laser Nd:YAG o fibra. Oltre a utilizzare questi laser, Resonetics ha anche sviluppato il taglio laser ultraveloce (picosecondo e femtosecondo) per eliminare l'apporto di calore e ridurre al minimo la lavorazione delle parti a valle.

Il taglio laser ultraveloce può essere utilizzato per vari tipi di metalli e polimeri con vantaggi tra cui; nessuna zona interessata dal calore, bordi tagliati netti e nessuna sbavatura.

Vedere le figure 6 e 7 per esempi di applicazione del taglio laser.

Esempi di applicazioni per dispositivi medici:

Applicazioni e progressi per l'industria dei dispositivi medici

Gli ipotubi tagliati al laser (LCT) del processo PRIME™ presentano numerosi vantaggi rispetto ai tradizionali metodi di produzione dei cateteri (come la costruzione a spirale intrecciata). Di seguito sono riportati i principali vantaggi dei componenti del catetere LCT PRIME™ Laser Cut: