Le traitement des matériaux par laser est utilisé pour pratiquement tous les matériaux, toutes les applications et tous les secteurs d'activité en raison de sa haute précision, de sa rapidité et de sa qualité. Les lasers à fibre ont été largement adoptés en raison de leur facilité d'intégration et de leur fiabilité. Cependant, il n'existe pas de laser à fibre à taille unique : les paramètres du laser, tels que la durée et l'énergie de l'impulsion, ont un impact considérable sur la qualité des caractéristiques.
La découpe, le soudage et le marquage des plastiques et des polymères peuvent présenter des défis uniques pour les solutions traditionnelles de traitement au laser. C'est particulièrement vrai pour les dispositifs médicaux de précision, qui nécessitent des caractéristiques de haute qualité pour garantir une performance maximale de l'appareil et la sécurité du patient.
La fusion et d'autres petites imperfections causées par la chaleur constituent un problème particulier pour les fabricants de dispositifs médicaux. C'est pourquoi nombre d'entre eux se tournent vers les lasers ultrarapides qui offrent un "traitement à froid" pour créer ces composants polymères critiques tout en évitant l'excès de chaleur.
Comment fonctionnent les lasers ultrarapides ?
Les lasers à impulsions ultrarapides, également appelés lasers à impulsions ultracourtes, émettent des impulsions extrêmement courtes de lumière focalisée, mesurées en femtosecondes ou picosecondes. Ces durées d'impulsion ultrarapides signifient que l'énergie laser interagit avec le matériau cible pendant seulement quelques trillionièmes ou quadrillionièmes de seconde, ce qui réduit considérablement la chaleur transmise par rapport au traitement à ondes continues.
Les lasers ultrarapides fournissent une puissance de crête exceptionnellement élevée sans induire d'effets thermiques sur les matériaux environnants. La durée de l'impulsion ultrarapide limite considérablement le temps dont dispose la chaleur pour se diffuser dans le matériau entourant la caractéristique de la pièce. Il en résulte une "ablation froide" où les impulsions individuelles éliminent un volume extrêmement faible de matériau sous forme de vapeur tout en ne créant pratiquement pas de zone affectée par la chaleur.
Lasers ultrarapides et lasers nanosecondes
Les lasers nanosecondes émettent des impulsions d'énergie laser mesurées en milliardièmes de seconde. Par rapport aux lasers à ondes continues et quasi-continues, les lasers nanosecondes offrent une qualité nettement supérieure dans de nombreuses applications de précision telles que la découpe de feuilles et certaines opérations de micro-soudure. Cependant, le traitement par laser nanoseconde a toujours un impact thermique considérablement plus important sur les matériaux cibles que les lasers ultrarapides. Bien que cet impact thermique soit acceptable dans la plupart des applications, l'excès de chaleur doit être évité dans les dispositifs médicaux de précision.
(A) Le bord d'un disque borgne en polycarbonate usiné avec un laser nanoseconde qui présente une fusion excessive.
(B) Le bord d'un disque aveugle en polycarbonate usiné avec un laser ultrarapide ne présentant pratiquement aucune fusion.
La chaleur excessive peut entraîner la fonte, la formation de mousse, la carbonisation et la combustion de polymères sensibles, rendant inutilisables les dispositifs médicaux de précision. C'est pourquoi les lasers ultrarapides sont de plus en plus utilisés pour divers dispositifs médicaux, notamment les tubes médicaux, les cathéters et les capteurs pour les équipements de surveillance.
Les avantages du traitement laser ultrarapide vont au-delà de la réduction des zones affectées par la chaleur. La puissance de crête élevée des lasers ultrarapides permet de créer des marques UDI permanentes, essentielles pour la traçabilité et la conformité à l'UDI. En outre, les lasers ultrarapides offrent un contrôle inégalé sur la précision et la taille des caractéristiques des dispositifs médicaux, telles que la largeur des coupes et la taille des trous. Cela permet aux ingénieurs d'optimiser la conception des pièces en polymère pour en améliorer les performances, notamment les caractéristiques de flexion.
Démarrer avec une solution laser pour appareils médicaux
Le choix du bon laser ultrarapide et du bon procédé laser est crucial pour maximiser la qualité et le rendement dans les applications de dispositifs médicaux. Heureusement, les experts en soudage laser du GPI sont prêts à vous aider. Pour commencer, rien de plus simple : envoyez-nous un échantillon, visitez l'un de nos laboratoires d'application internationaux ou parlez-nous simplement de votre application.
