Die Lasermaterialbearbeitung wird aufgrund ihrer hohen Präzision, Geschwindigkeit und Qualität in praktisch allen Materialien, Anwendungen und Branchen eingesetzt. Faserlaser haben sich aufgrund ihrer einfachen Integration und Zuverlässigkeit durchgesetzt. Es gibt jedoch keinen Faserlaser, der für alle geeignet ist - Laserparameter wie Pulsdauer und Pulsenergie haben einen großen Einfluss auf die Qualität der Merkmale.
Das Schneiden, Schweißen und Markieren von Kunststoffen und Polymeren kann für herkömmliche Laserbearbeitungslösungen eine besondere Herausforderung darstellen. Dies gilt insbesondere für medizinische Präzisionsgeräte, die qualitativ hochwertige Merkmale erfordern, um eine maximale Geräteleistung und Patientensicherheit zu gewährleisten.
Schmelzen und andere kleine Unvollkommenheiten, die durch Hitze verursacht werden, sind ein besonderes Problem für Hersteller medizinischer Geräte. Daher wenden sich viele an Ultrakurzpuls Laser, die eine "kalte Bearbeitung" bieten, um diese kritischen Polymerkomponenten herzustellen und dabei übermäßige Hitze zu vermeiden.
Wie funktioniert der Ultrakurzpuls-Laser?
Ultrakurz gepulste Laser, auch Ultrakurzpulslaser genannt, emittieren extrem kurze Pulse gebündelten Lichts, die in Femtosekunden oder Pikosekunden gemessen werden. Diese ultrakurze Pulsdauern bedeuten, dass die Laserenergie nur Billionstel oder Billiardstel Sekunden lang mit dem Zielmaterial interagiert, was die Wärmeeinwirkung im Vergleich zur Bearbeitung mit kontinuierlichen Wellen erheblich reduziert.
Ultrakurzpuls-Laser liefern eine außergewöhnlich hohe Spitzenleistung, ohne thermische Auswirkungen auf das umgebende Material zu verursachen. Die ultrakurze Pulsdauer begrenzt die Zeit, in der die Wärme in das das Werkstück umgebende Material diffundieren kann, erheblich. Das Ergebnis ist ein "kalter Abtrag", bei dem einzelne Pulse ein extrem kleines Volumen an Material als Dampf abtragen, während praktisch keine Wärmeeinflusszone entsteht.
Ultrakurzpuls Laser vs. Nanosekundenlaser
Nanosekundenlaser emittieren Laserimpulse, deren Energie in Milliardstel Sekunden gemessen wird. Im Vergleich zu Continuous- und Quasi-Continuous-Wave-Lasern bieten Nanosekundenlaser bei vielen Präzisionsanwendungen wie dem Schneiden von Folien und einigen Mikroschweißverfahren eine deutlich höhere Qualität. Die Nanosekunden-Laserbearbeitung hat jedoch immer noch einen wesentlich stärkeren thermischen Einfluss auf das Zielmaterial als Ultrakurzpuls-Laser. Obwohl diese thermische Belastung bei den meisten Anwendungen akzeptabel ist, muss bei medizinischen Präzisionsgeräten übermäßige Wärme vermieden werden.
(A) Die Kante einer mit einem Nanosekundenlaser bearbeiteten Polycarbonat-Blindscheibe, die übermäßiges Schmelzen aufweist.
(B) Die Kante einer Polycarbonat-Blindscheibenmaschine mit einem Ultrakurzpuls-Laser, die praktisch kein Schmelzen aufweist.
Übermäßige Hitze kann bei empfindlichen Polymeren zu Schmelzen, Schäumen, Verkohlung und Verbrennung führen und damit medizinische Präzisionsgeräte unbrauchbar machen. Daher werden Ultrakurzpuls Laser immer häufiger für verschiedene medizinische Geräte eingesetzt, darunter medizinische Schläuche, Katheter und Sensoren für Überwachungsgeräte.
Die Vorteile der Ultrakurzpuls Laserbearbeitung gehen über die Reduzierung der Wärmeeinflusszonen hinaus. Die hohe Spitzenleistung der Ultrakurzpuls Laser ermöglicht die Erzeugung von dauerhaften UDI-Markierungen, die für die Rückverfolgbarkeit und Einhaltung von UDI-Vorschriften entscheidend sind. Darüber hinaus bieten Ultrakurzpuls Laser eine unübertroffene Kontrolle über die Präzision und Größe von Spezifikationen medizinischer Geräte, wie z. B. Schnittbreiten und Lochgrößen. Dies ermöglicht es den Ingenieuren, das Design von Kunststoffteilen zu optimieren, um die Leistung zu verbessern, z. B. durch bessere Biegeeigenschaften.
Erste Schritte mit einer Laserlösung für medizinische Geräte
Die Auswahl des richtigen Ultrakurzpuls Lasers und Laserverfahrens ist entscheidend für die Maximierung von Qualität und Durchsatz bei Anwendungen in der Medizintechnik. Glücklicherweise sind die Laserschweißexperten bei IPG bereit, Ihnen zu helfen. Der Einstieg ist ganz einfach: Senden Sie uns ein Muster, besuchen Sie eines unserer weltweiten Anwendungslabore oder erzählen Sie uns einfach von Ihrer Anwendung.
