Примена ласерског заваривања у области медицинских уређаја
Jan 02, 2024
Технологија ласерског заваривања може ефикасно да пробије ограничења традиционалне технологије заваривања, тако да се такође широко користи у медицинској и здравственој заштити. Пошто ова област примене има строге захтеве за високом чистоћом у свом производном процесу, технологија ласерског заваривања управо задовољава њене потребе. . У поређењу са другим уобичајено коришћеним технологијама заваривања, технологија ласерског заваривања готово да не производи шљаку и остатке заваривања и не захтева додавање лепка током процеса заваривања, тако да се цео посао заваривања може обавити у чистој просторији.
Додатак технологије ласерског заваривања је у великој мери промовисао развој медицинских уређаја. На пример, омотачко паковање активних имплантабилних медицинских уређаја и радионепропусно обележавање срчаних стентова су неодвојиви од употребе ласерског заваривања.
Активни медицински уређај за имплантацију
Медицински електронски уређаји за уградњу, као што су пејсмејкери, електрокардиографи и неуростимулатори (стимулатори кичмене мождине, дубоки мождани стимулатори и имплантати кохлеарних имплантата, итд.), користе се унутар људског тела за управљање и лечење физиологије тела. Стања као што су срчани ритам, хронични бол, Паркинсонова болест или тешка глувоћа. Током протекле деценије, употреба имплантабилних медицинских електронских уређаја порасла је двоцифреном стопом како би пацијенти побољшали квалитет живота.
Ови имплантабилни електронски уређаји се обично састоје од микроелектронских кола и батерија које обезбеђују енергију. Да би се заштитила микроелектронска кола и батерије, они морају бити запечаћени и упаковани у метална кућишта. Ако се печат изгуби, телесне течности могу директно да продру у металну амбалажу, узрокујући кратак спој микроелектронског кола и угрожавајући живот пацијента.
Технологија ласерског заваривања је најчешће коришћена технологија повезивања и заптивања за имплантабилне медицинске уређаје. Металне шкољке имплантабилних медицинских уређаја углавном користе титанијум и легуре титанијума. Међутим, титан има снажну способност да апсорбује водоник, кисеоник и азот на високим температурама. Због тога, процес ласерског заваривања треба да се изведе у окружењу затвореном инертним гасом.
У ласерском заваривању, контрола ласерске енергије игра виталну улогу у квалитету заваривања. Када ласер озрачи металну површину, 60% до 80% ласерске енергије ће се у почетку рефлектовати. Како температура расте, брзина апсорпције ласерске енергије метала ће се постепено повећавати. Када достигне тачку кључања, може да апсорбује близу 90% енергије.
Пасивна медицинска опрема
Активна имплантабилна медицинска опрема има веома строге захтеве за заптивање процеса ласерског заваривања. Најчешће коришћена метода фине детекције цурења је масена спектрометрија хелијума. Војни стандард МИЛ-СТД-883 (1014) предвиђа фине методе откривања цурења. Примена ласерског заваривања у пасивној медицинској опреми је углавном за повезивање, чиме се може постићи прецизно заваривање ситних делова.
Срчани стент
Срчани стент, такође познат као коронарни стент, је медицински уређај који се обично користи у срчаној интервенцијској хирургији и има функцију деблокирања артерија и крвних судова. Главни материјали су нерђајући челик, легура никл-титанијума или легура кобалт-хром.
Током процеса преноса срчаног стента све до његовог одредишта, радионепропусни елементи на оба краја стента могу јасно видети његове трагове и статус проширења. Радиопровидни маркери могу бити направљени од племенитих метала као што су злато, тантал, платина и иридијум, а маркери могу да се закивају, овај процес обликовања може да користи ласер са минималним пречником тачке од 40μм (0,04 мм) за заварите маркер у облику диска у посебну ушицу.
Гастроскопске биопсијске пинцете
Гастроскопске биопсијске пинцете које се користе у медицинском лечењу морају да продру дубоко у тело пацијента, тако да су захтеви за квалитет биопсијских клешта веома строги. Свака компонента клешта за биопсију треба да задовољи одређену затезну чврстоћу и добар изглед, посебно на површини није дозвољено да има оштрице итд.
У претходном процесу производње и обраде, предњи крај клешта за биопсију гастроскопа је комбинован закивањем, отпорним заваривањем, итд. Метода закивања ће оставити неравнине и друге недостатке на површини пиштоља за убијање, а отпорно заваривање ће такође изазвати делови да произведу велику штету. Велика деформација утиче на практичну примену пиштоља за бушење. Међутим, технологија ласерског заваривања има карактеристике бесконтактне обраде, уског опсега топлотног утицаја, високе ефикасности и високе тачности обраде. Може да реализује беспрекорне инструменте без жлебова, без набора и бешавних инструмената у области медицине. Захтеви за заваривање без ивица и пукотина.
Увођење технологије ласерског заваривања чини медицинске уређаје минијатурнијим, једноставнијим и удобнијим. Поред ласерског заваривања, друге технологије ласерске обраде такође имају велики потенцијал у производњи медицинских уређаја, као што су ласерско чишћење, ласерско сечење, ласерско бушење и ласерска микромашинска обрада.
