Utilisation du marquage laser dans les dispositifs médicaux

  17 Aug , 2020         Chris         8721

  La technologie laser est largement utilisée dans le processus de fabrication des dispositifs médicaux, y compris le marquage, le soudage, la coupe, le micro-traitement et ainsi de suite, qui est digne du nom de « couteau de l’armée suisse ». Cet article présente les quatre UTILISATIONS du laser industriel dans la fabrication de dispositifs médicaux et le laser le plus approprié et efficace.

1. Marquage laser -- Identification et traçabilité de l’information des entreprises, des produits et des pièces

  Les dispositifs médicaux courants, y compris les vis osseuses, les stimulateurs cardiaques, les implants auditifs et les dispositifs d’endoscope, sont marqués avec des lasers. Le marquage laser fournit des informations permanentes sur l’entreprise et le produit, la résistance à la corrosion pour assurer une traçabilité à long terme. Il s’agit d’une méthode d’identification directe des composants (DPM) et est également approuvée par la FOOD and Drug Administration.

  Plusieurs lasers différents sont adaptés pour le marquage laser. Ces lasers peuvent être divisés en lasers ultraviolets (UV), infrarouge (IR), infrarouge lointain (FIR) et ultrashort (USP) picoseconde et femtoseconde selon la longueur d’onde, le milieu laser ou la durée de l’impulsion. Le choix du laser dépend du matériau du produit.

 Pour les dispositifs médicaux en acier inoxydable, l’étiquette doit satisfaire aux conditions suivantes:

  Résistance à la corrosion aucune biocompatibilité d’inclusion de surface pour résister à un nettoyage multiple pour l’acier inoxydable, lasers USP peut répondre aux conditions ci-dessus et peut passer un test rigoureux d’acide nitrique thermique pour les meilleurs résultats globaux.

2. Soudage au laser - un moyen idéal pour connecter des pièces très petites et complexes

  Le laser est largement utilisé dans le soudage au comptant, le soudage de couture et l’étanchéité de petits instruments médicaux de précision. Être capable de souder des pièces ou des positions locales inférieures à 1 mm. Les microweldes comme ceux-ci sont souvent utilisés dans les stimulateurs cardiaques, les lames chirurgicales, les instruments d’endoscope et les batteries.

  Les lasers adaptés au micro soudage sont la fibre pulsée Nd:YAG, CW (CW), la fibre Nanoseconde (Ns), la fibre QCW (QCW) et le laser semi-conducteur à haute luminosité (HBDD). Il convient de s’inquiéter du choix du laser le plus approprié pour différentes applications.

  Spot soudure lasers.20-200 micron spot → fibre laser;200-1000 micron spot → pulsé Nd:YAG laser.

  Le laser à nanoseconde pulsé (Ns) est le meilleur choix pour souder de très petites pièces métalliques d’une épaisseur de seulement 0,25 mm et d’une taille de tache inférieure à 50 microns. Les lasers ns pulsés sont adaptés pour souder presque n’importe quel matériau, offrant de nouvelles possibilités pour les petits composants et les nouvelles combinaisons de matériaux.

  En plus du soudage en métal, le laser est également largement utilisé dans le soudage de pièces en plastique, avec des caractéristiques esthétiques propres et sans pollution.

3. Coupe laser -- coupe précise des lames, des arbres et des manches, etc.

  La coupe au laser est idéale pour couper les lames de rasoir, les arbres de précision, les supports, les manches et les aiguilles hypodermiques.

  La découpe au laser est généralement divisée en deux méthodes :

  Coupe assistée au gaz, habituellement utilisée avec des lasers microsecondes. L’ablation au laser est une sorte d’ablation directe de la surface du matériau à l’aide de nanosecondes, picosecondes ou laser à impulsion femtoseconde, sans aucun processus post-traitement, sa zone d’impact thermique est la plus petite. La coupe assistée au gaz est la méthode la plus couramment utilisée pour la découpe au laser des produits d’instruments médicaux. Sa vitesse et sa précision sont suffisantes pour assurer une bonne qualité de coupe et la largeur des fentes. Cependant, comme le diamètre et les caractéristiques des tubes deviennent de plus en plus petits, l’ablation laser est plus efficace. Cette technologie peut atteindre la taille caractéristique et la coupe de largeur d’encoche de l’échelle de 10 microns.

4. Microchinage laser -- Construction et forage de surface de précision

  La microchination au laser est utilisée dans la fabrication de dispositifs médicaux, tels que la texturation de surface et le forage sur des aiguilles, des cathéters, des dispositifs implantables et des micro-instruments. Les lasers à impulsions ultrashort (USP) sont couramment utilisés. Parce que la courte durée de l’impulsion permet un retrait plus efficace des matériaux, c’est-à-dire moins de production d’énergie, ce qui entraîne un effet de coupe propre, avec peu de post-traitement requis.

  La microchination au laser n’est pas particulièrement rapide, mais c’est un processus extrêmement précis. Dans une application typique, le laser à impulsions ultrashort femtoseconde est utilisé pour traiter la texture de surface des conduits polymères, qui peuvent réaliser une profondeur de texture précise et un contrôle de la hauteur.

  Les lasers USP peuvent également percer des trous très petits et précis dans les aiguilles, seulement 80-200 microns de diamètre. En outre, les systèmes de microchinage laser peuvent être programmés pour traiter les trous ronds, carrés ou ovales pour aider à contrôler la livraison de médicaments par des aiguilles. Les lasers peuvent également produire différents types de structures minuscules sur différents matériaux, y compris les métaux, les polymères, la céramique et le verre.

  Une autre application majeure de la microchination au laser est le décapage de ligne. Dans cette application, un laser femtoseconde est utilisé pour enlever le revêtement en polyuréthane avec une épaisseur de surface allant jusqu’à 20 microns sans endommager le matériau sous-jacent par ablation sélective.