El procesamiento de materiales por láser se utiliza en prácticamente todos los materiales, aplicaciones e industrias debido a su alta precisión, velocidad y calidad. Los láseres de fibra se han adoptado de forma generalizada por su facilidad de integración y fiabilidad. Sin embargo, no existe un láser de fibra que sirva para todo: los parámetros del láser, como la duración del pulso y la energía del pulso, influyen enormemente en la calidad de las características.
El corte, la soldadura y el marcado de plásticos y polímeros pueden presentar retos únicos para las soluciones de procesamiento láser tradicionales. Esto es especialmente cierto en el caso de los dispositivos médicos de precisión, que requieren características de alta calidad para garantizar el máximo rendimiento del dispositivo y la seguridad del paciente.
La fusión y otras pequeñas imperfecciones causadas por el calor son un problema particular para los fabricantes de dispositivos médicos. Por ello, muchos recurren a láseres ultrarrápidos que ofrecen "procesamiento en frío" para crear estos componentes poliméricos críticos evitando el exceso de calor.
¿Cómo funcionan los láseres ultrarrápidos?
Los láseres pulsados ultrarrápidos, también denominados láseres de impulsos ultracortos, emiten impulsos extremadamente cortos de luz focalizada que se miden en femtosegundos o picosegundos. La duración de estos pulsos ultrarrápidos hace que la energía del láser interactúe con el material objetivo solo durante trillonésimas o cuatrillonésimas de segundo, lo que reduce sustancialmente el calor impartido en comparación con el procesamiento de onda continua.
Los láseres ultrarrápidos proporcionan picos de potencia excepcionalmente altos sin inducir efectos térmicos en los materiales circundantes. La duración del pulso ultrarrápido limita enormemente el tiempo disponible para que el calor se difunda en el material que rodea la pieza. El resultado es una "ablación en frío" en la que los pulsos individuales eliminan un volumen extremadamente pequeño de material en forma de vapor sin crear prácticamente ninguna zona afectada por el calor.
Láseres ultrarrápidos frente a láseres de nanosegundos
Los láseres de nanosegundos emiten pulsos de energía láser que se miden en milmillonésimas de segundo. En comparación con los láseres de onda continua y cuasicontinua, los láseres de nanosegundos ofrecen una calidad significativamente mayor en muchas aplicaciones de precisión, como el corte de láminas y algunas operaciones de microsoldadura. Sin embargo, el procesamiento por láser de nanosegundos sigue teniendo un impacto térmico considerablemente mayor en los materiales objetivo que los láseres ultrarrápidos. Aunque este impacto térmico es aceptable en la mayoría de las aplicaciones, el exceso de calor debe evitarse en los dispositivos médicos de precisión.
(A) El borde de un disco ciego de policarbonato mecanizado con un láser de nanosegundos que muestra una fusión excesiva.
(B) El borde de un disco ciego de policarbonato mecanizado con un láser ultrarrápido que prácticamente no presenta fusión.
Un exceso de calor puede provocar la fusión, formación de espuma, carbonización y combustión de polímeros sensibles, inutilizando los dispositivos médicos de precisión. En consecuencia, el uso de láseres ultrarrápidos en diversos dispositivos médicos, como tubos médicos, catéteres y sensores para equipos de monitorización, no ha dejado de aumentar.
Las ventajas del procesamiento ultrarrápido por láser van más allá de la reducción de las zonas afectadas por el calor. La elevada potencia de pico de los láseres ultrarrápidos permite la creación de marcas UDI permanentes, fundamentales para la trazabilidad y el cumplimiento de la normativa UDI. Además, los láseres ultrarrápidos ofrecen un control inigualable sobre la precisión y el tamaño de las características de los dispositivos médicos, como la anchura de los cortes y el tamaño de los orificios. Esto permite a los ingenieros optimizar los diseños de las piezas de polímero para mejorar el rendimiento, como las características de flexión superiores.
Primeros pasos con una solución láser para dispositivos médicos
Seleccionar el láser ultrarrápido y el proceso láser adecuados es crucial para maximizar la calidad y el rendimiento en aplicaciones de dispositivos médicos. Afortunadamente, los expertos en soldadura láser de IPG están preparados para ayudarle. Empezar es fácil: envíenos una muestra, visite uno de nuestros laboratorios de aplicaciones globales o háblenos de su aplicación.
