O processamento de materiais a laser é usado em praticamente todos os materiais, aplicações e setores devido à sua alta precisão, velocidade e qualidade. Os lasers de fibra têm sido amplamente adotados devido à sua facilidade de integração e confiabilidade. No entanto, não existe um laser de fibra de tamanho único - os parâmetros do laser, como a duração e a energia do pulso, têm um impacto significativo na qualidade dos recursos.
O corte, a soldagem e a marcação de plásticos e polímeros podem apresentar desafios exclusivos para as soluções tradicionais de processamento a laser. Isso é especialmente verdadeiro para dispositivos médicos de precisão, que exigem recursos de alta qualidade para garantir o máximo desempenho do dispositivo e a segurança do paciente.
A fusão e outras pequenas imperfeições causadas pelo calor são um problema específico para os fabricantes de dispositivos médicos. Como resultado, muitos estão recorrendo a lasers ultrarrápidos que oferecem "processamento a frio" para criar esses componentes críticos de polímero, evitando o excesso de calor.
Como funcionam os lasers ultrarrápidos?
Os lasers pulsados ultrarrápidos, também chamados de lasers de pulso ultracurto, emitem pulsos extremamente curtos de luz focalizada, medidos em femtossegundos ou picossegundos. Essas durações de pulso ultrarrápidas significam que a energia do laser interage com o material-alvo por apenas trilionésimos ou quadrilionésimos de segundo, reduzindo substancialmente o calor transmitido em comparação com o processamento de ondas contínuas.
Os lasers ultrarrápidos fornecem uma potência de pico excepcionalmente alta sem induzir efeitos térmicos nos materiais ao redor. A duração do pulso ultrarrápido limita muito o tempo disponível para que o calor se difunda no material que circunda a característica da peça. O resultado é a "ablação a frio", em que pulsos individuais removem um volume extremamente pequeno de material como vapor, sem criar praticamente nenhuma zona afetada pelo calor.
Lasers ultrarrápidos vs. lasers de nanossegundos
Os lasers de nanossegundos emitem pulsos de energia de laser medidos em bilionésimos de segundo. Em comparação com os lasers de onda contínua e quase contínua, os lasers de nanossegundos oferecem uma qualidade significativamente maior em muitas aplicações de precisão, como corte de folhas e algumas operações de microssoldagem. Entretanto, o processamento a laser de nanossegundos ainda tem um impacto térmico consideravelmente maior nos materiais-alvo do que os lasers ultrarrápidos. Embora esse impacto térmico seja aceitável na maioria das aplicações, o excesso de calor deve ser evitado em dispositivos médicos de precisão.
(A) A borda de um disco cego de policarbonato usinado com um laser de nanossegundos que apresenta derretimento excessivo.
(B) A borda de uma máquina de disco cego de policarbonato com um laser ultrarrápido que praticamente não derrete.
O excesso de calor pode causar derretimento, formação de espuma, carbonização e combustão em polímeros sensíveis, tornando inutilizáveis os dispositivos médicos de precisão. Consequentemente, o uso de lasers ultrarrápidos tem aumentado constantemente em vários dispositivos médicos, incluindo tubos médicos, cateteres e sensores para equipamentos de monitoramento.
Os benefícios do processamento a laser ultrarrápido vão além da redução das zonas afetadas pelo calor. A alta potência de pico dos lasers ultrarrápidos permite a criação de marcas UDI permanentes, essenciais para a rastreabilidade e a conformidade da UDI. Além disso, os lasers ultrarrápidos oferecem um controle inigualável sobre a precisão e o tamanho das características dos dispositivos médicos, como larguras de corte e tamanho do furo. Isso permite que os engenheiros otimizem os projetos de peças de polímero para melhorar o desempenho, como, por exemplo, características superiores de flexão.
Introdução a uma solução de laser para dispositivos médicos
A seleção do laser ultrarrápido e do processo a laser corretos é crucial para maximizar a qualidade e o rendimento em aplicações de dispositivos médicos. Felizmente, os especialistas em soldagem a laser da IPG estão prontos para ajudar. Começar é fácil - envie-nos uma amostra, visite um de nossos laboratórios de aplicação global ou simplesmente conte-nos sobre sua aplicação.
