فن آوری لیزر برای طیف گسترده ای از فرآیندهای تولید تجهیزات پزشکی، از جمله حکاکی و مارکینگ، جوش کاری میکرومتری، برش دقیق اجسام فلزی و پلاستیکی، ریزماشین کاری (Micromachining) و موارد دیگر کاربرد دارد. در این نوشته به بررسی این 4 کاربرد می پردازیم.
چهار کاربرد اصلی دستگاه های لیزردر ساخت تجهیزات پزشکی
حکاکی و مارکینگ لیزری در تولید تجهیزات پزشکی چه کاربردی دارد؟
دستگاه لیزر مارکینگ، برای طیف وسیعی از دستگاه‌های پزشکی و دندان‌پزشکی از جمله پیچ‌های استخوانی، مواردی که لوازم الکترونیکی ظریف مانند ضربان‌ساز و ایمپلنت‌های شنوایی و ابزارهای آندوسکوپی به عنوان راهی عالی برای علامت‌گذاری دائمی، استفاده می‌شود. اطلاعات شرکت و محصول برای امکان ردیابی بصورت مقاوم در برابر خوردگی روی محصول حکاکی می شوند که توسط استاندارد FDA نیز اجباری شده است.
چندین منبع لیزر مختلف مناسب برای علامت گذاری لیزری وجود دارد که بر اساس طول موج، محیط لیزر یا مدت زمان پالس دسته بندی می شوند. اینها شامل لیزرهای ماوراء بنفش (UV)، سبز، مادون قرمز (IR)، مادون قرمز دور (FIR) و پالس فوق کوتاه (USP) پیکوثانیه و فمتوثانیه است. نوع ماده مورد حکاکی تعیین می کند که کدام منبع لیزر برای حکاکی مناسب تر است.
دستگاه لیزر مارکینگ را می توانید از اینجا خرید نمایید.
جوشکاری لیزری، ایده آل برای اتصال قطعات بسیار کوچک و پیچیده
لیزرها به طور گسترده برای جوشکاری نقطه ای، جوشکاری درز و آب بندی هرمتیک دستگاه های کوچک و پیچیده پزشکی استفاده می شود. این جوشها واقعاً کوچک هستند. میکرو جوش لیزری به جوشی گفته می شود که در آن نفوذ و عرض جوش کمتر از 1 میلی متر باشد. جوش های میکرو اغلب برای ضربان سازها، تیغه های جراحی، ابزار آندوسکوپی و باتری ها استفاده می شود.
انواع منابع لیزری مناسب برای جوشکاری میکرو وجود دارد، از جمله لیزرهای پالسی Nd:YAG، فیبر موج پیوسته (CW)، فیبر نانوثانیه (ns)، فیبر موج شبه پیوسته (QCW) و لیزرهای دیود مستقیم با روشنایی بالا (HBDD). در این مورد نیز، کار شما، مناسب ترین منبع لیزر را تعیین می کند.
جوشکاری نقطه‌ای لوله‌های پزشکی و تماس‌های الکتریکی برای فنرهای خوب، مجموعه‌های قلاب، سیم‌های راهنما، و سیم‌های هیپو پزشکی نیاز به تنظیم دقیق انرژی لیزر دارد
لکه های 20-200 میکرونی ← لیزرهای فیبر
لکه های 200-1000 میکرونی ← لیزرهای پالسی Nd:YAG
لیزرهای پالسی نانوثانیه (ns) - لیزرهای فیبری - که اخیراً برای تولید تجهیزات پزشکی استفاده می شود، یک انتخاب عالی برای جوشکاری قطعات بسیار کوچک با ضخامت فلز تا 0.25 میلی متر و اندازه نقطه کمتر از 50 میکرون است. لیزرهای پالسی ns می توانند تقریباً هر ماده ای حتی با دو جنس متفاوت را به جوش بدهند و فرصت های جدیدی را برای ساخت تجهیزات بسیار کوچک فراهم کنند.
دستگاه جوش لیزری را میتوانید از اینجا خرید نمایید.
برش لیزر - برش دقیق برای تیغه های ریش تراش، شفت ها، کانول ها و لوله های هیپ
برش لیزر به طور منحصر به فردی برای برش تیغه های ریش تراش آرتروسکوپی، شفت های انعطاف پذیر، استنت ها، کانول ها و لوله های هیپو و همچنین سوزن های زیرپوستی مناسب است.
برش لیزری به طور کلی به دو روش تقسیم می شود:
برش کمکی گاز که معمولاً همراه با یک منبع لیزر میکروثانیه استفاده می شود.
فرسایش، که معمولاً از یک منبع لیزر نانوثانیه، پیکوثانیه یا فمتوثانیه برای شلیک بر روی قطعه، بدون نیاز به هیچ گونه پس پردازش و حداقل انتقال حرارت به قطعه (برش سرد) استفاده می کند.
برش کمکی گازی رایج ترین روش برای برش لیزری ابزار پزشکی است. سرعت و دقت برای کیفیت عالی برش کافی است. با این حال، با کوچک‌تر شدن قطر لوله و ویژگی‌های آن، حرکت به سمت تکنیک ابلیتیو با استفاده از لیزرهای پالسی ضروری می‌شود. این تکنیک می‌تواند به اندازه‌های ویژگی و عرض کروی در حدود ۱۰ میکرون دست یابد.
دستگاه برش و ماشین کاری لیزر را میتوانید از اینجا خرید نمایید.
میکروماشین کاری لیزری - ساختار دقیق سطح و حفاری سوراخ
ریزماشین کاری لیزری در تولید تجهیزات پزشکی برای بافت سطحی و سوراخ کردن سوزن ها، کاتترها، دستگاه های قابل کاشت و ابزارهای میکرو استفاده می شود. لیزرهای USP (پالس فوق کوتاه) معمولاً در این کاربردها استفاده می‌شوند، زیرا مدت زمان پالس کوتاه، حذف مواد را به مراتب کارآمدتر و با صرف انرژی کمتری در قطعه امکان‌پذیر می‌سازد، و در نتیجه برش‌های تمیز با نیاز به پس‌پردازش کمی انجام می‌شود.
اگرچه ریزماشینکاری لیزری، فرآیند بسیار سریعی نیست، اما بسیار دقیق است و آن را به یک انتخاب عالی برای بافت سطحی لوله‌های کاتتر پلیمری تبدیل می‌کند. برای این کاربرد، یک لیزر پالسی فمتوثانیه کنترل عمق بافت دقیق و ساختارهای بسیار سازگار مورد نیاز را ارائه می دهد.
لیزرهای USP همچنین می توانند سوراخ های بسیار دقیق کوچک (80-200 میکرون) را در سوزن ایجاد کنند. علاوه بر این، سیستم لیزر را می توان برای ماشین کاری سوراخ هایی با اشکال دایره ای، مربعی یا بیضی برنامه ریزی کرد تا به کنترل انتقال دارو از طریق سوزن کمک کند. لیزر همچنین می تواند انواع مختلفی از ساختارها را در مواد مختلف از جمله فلزات، پلیمرها، سرامیک ها و شیشه ایجاد کند.
یکی دیگر از کاربردهای کلیدی ریزماشینکاری، سیم کشی است. در این کاربرد، فرسایش انتخابی با استفاده از لیزر سبز فمتوثانیه برای حذف پوشش های پلی یورتان با ضخامت تا 20 میکرون - بدون آسیب به مواد زیرین انجام می شود.
شکل1: در این شکل، تفاوت بیشینه توان در یک لیزر پیکو ثانیه و یک لیزر نانو و میلی ثانیه با انرژی پالس برابر مشخص است. بیشینه توان لیزر پیکوثانیه نسبت به نانو ثانیه 10000 برابر بیشتر است و زمان پالس آن 10000 برابر کوتاه تر است.
شکل2: در این شکل، تفاوت سوراخ کاری با لیزر نانو (a) و لیزر پیکو (b) را میتوانید ببینید. بعلت توان بیشینه بسیار بیشتر و پهنای پالس بسیار کمتر لیزر پیکوثانیه، این لیزر بدون تخریب بافت ماده، آنرا سوراخ کرده است. در واقع قبل از اینکه ماده زمان انتقال حرارت به اطراف را پیدا کند، سوراخ کاری انجام می شود.
(منبع عکس)
شکل 3: دقت سوراخ کاری با ابعاد 100 میکرومتر در لیزر پیکو ثانیه. به ارتفاع و ضخامت سوراخ توجه کنید.
(a) Drilled through-holes into alumina plate and (b) drilled through-holes into partially stabilized zirconia (PSZ).
شکل4: سوراخ کاری و برش میکروتری لیزر فمتوثانیه در مواد مختلف. (به ظرافت لبه ها توجه کنید.)
(منبع عکس)
به طور خلاصه، لیزرها در فرآیندهای مختلفی برای ساخت تجهیزات پزشکی استفاده می شوند. هر فرآیند به یک منبع لیزر متفاوت نیاز دارد، که شما می توانید، بهترین لیزر و راه حل بهینه را با مشاوره رایگان با متخصصان اپتیک و لیزر مجموعه لیزر ایران و امکان سنجی رایگان، لیزر مورد نیاز خود را فراهم می کند. پس با ما در تماس باشید.
لینک صفحه تماس با ما. تلفن: 09170064366
منبع نوشتار