Laserové zpracování materiálů se díky vysoké přesnosti, rychlosti a kvalitě používá prakticky ve všech materiálech, aplikacích a odvětvích. Vláknové lasery se široce rozšířily díky své snadné integraci a spolehlivosti. Neexistuje však nic takového jako univerzální vláknový laser - parametry laseru, jako je délka pulzu a energie pulzu, mají zásadní vliv na kvalitu prvků.
Řezání, svařování a značení plastů a polymerů může pro tradiční laserová řešení představovat jedinečnou výzvu. To platí zejména pro přesné lékařské přístroje, které vyžadují vysoce kvalitní prvky pro zajištění maximálního výkonu přístroje a bezpečnosti pacienta.
Tavení a další drobné nedokonalosti způsobené teplem představují pro výrobce zdravotnických prostředků zvláštní problém. Proto se mnozí obracejí k ultrarychlým laserům, které nabízejí "zpracování za studena", aby vytvořily tyto kritické polymerní komponenty a zároveň se vyhnuly nadměrnému teplu.
Jak fungují ultrarychlé lasery?
Ultrarychlé pulzní lasery, označované také jako ultrakrátké pulzní lasery, emitují extrémně krátké pulzy soustředěného světla měřené ve femtosekundách nebo pikosekundách. Tyto ultrarychlé pulzy znamenají, že laserová energie interaguje s cílovým materiálem po dobu pouhých biliontin nebo kvadriliontin sekundy, což podstatně snižuje množství předávaného tepla ve srovnání se zpracováním kontinuální vlnou.
Ultrarychlé lasery poskytují mimořádně vysoký špičkový výkon, aniž by vyvolávaly tepelné účinky na okolní materiály. Délka trvání ultrarychlých pulzů výrazně omezuje dobu, po kterou se teplo může šířit do materiálu obklopujícího prvek dílu. Výsledkem je "studená ablace", kdy jednotlivé pulzy odstraňují extrémně malý objem materiálu ve formě páry a zároveň nevytvářejí prakticky žádnou tepelně ovlivněnou zónu.
Ultrarychlé lasery vs. nanosekundové lasery
Nanosekundové lasery vysílají pulzy laserové energie měřené v miliardtinách sekundy. V porovnání s lasery se spojitou a kvazikontinuální vlnou nabízejí nanosekundové lasery výrazně vyšší kvalitu v mnoha přesných aplikacích, jako je řezání fólií a některé operace mikrosvařování. Zpracování nanosekundovými lasery má však stále podstatně větší tepelný dopad na cílové materiály než ultrarychlé lasery. Ačkoli je tento tepelný dopad ve většině aplikací přijatelný, v přesných lékařských přístrojích je třeba se nadměrnému teplu vyhnout.
(A ) Okraj polykarbonátového slepého disku opracovaného nanosekundovým laserem, který vykazuje nadměrné tavení.
(B ) Okraj polykarbonátového slepeckého kotouče s ultrarychlým laserem, který prakticky nevykazuje tavení.
Nadměrné teplo může způsobit tavení, pěnění, karbonizaci a hoření citlivých polymerů, což může způsobit nepoužitelnost přesných zdravotnických prostředků. V důsledku toho se neustále zvyšuje využití ultrarychlých laserů pro různé lékařské přístroje, včetně lékařských hadiček, katétrů a senzorů pro monitorovací zařízení.
Výhody ultrarychlého laserového zpracování přesahují omezení tepelně ovlivněných zón. Vysoký špičkový výkon ultrarychlých laserů umožňuje vytvářet trvalé značky UDI, které jsou důležité pro sledovatelnost a shodu s UDI. Kromě toho ultrarychlé lasery nabízejí bezkonkurenční kontrolu nad přesností a velikostí prvků zdravotnických prostředků, jako je šířka řezu a velikost otvorů. To umožňuje konstruktérům optimalizovat konstrukce polymerních dílů pro lepší výkon, jako jsou například vynikající ohybové vlastnosti.
Začínáme s laserovým řešením pro zdravotnická zařízení
Výběr správného ultrarychlého laseru a laserového procesu má zásadní význam pro maximalizaci kvality a propustnosti v aplikacích pro lékařské přístroje. Odborníci na laserové svařování ve společnosti IPG jsou naštěstí připraveni vám pomoci. Začít je snadné - pošlete nám vzorek, navštivte jednu z našich globálních aplikačních laboratoří nebo nám prostě řekněte o své aplikaci.
