레이저 재료 가공은 높은 정밀도, 속도 및 품질로 인해 거의 모든 재료, 응용 분야 및 산업에서 사용됩니다. 파이버 레이저는 통합의 용이성과 신뢰성으로 인해 널리 채택되고 있습니다. 그러나 만능 파이버 레이저는 존재하지 않으며 펄스 지속 시간 및 펄스 에너지와 같은 레이저 파라미터가 피처 품질에 큰 영향을 미칩니다.
플라스틱과 폴리머의 절단, 용접, 마킹은 기존 레이저 가공 솔루션에 고유한 과제를 제시할 수 있습니다. 특히 기기의 성능과 환자 안전을 극대화하기 위해 고품질 기능이 필요한 정밀 의료 기기의 경우 더욱 그렇습니다.
열로 인한 용융 및 기타 작은 결함은 의료 기기 제조업체에게 특히 문제가 됩니다. 따라서 많은 제조업체가 과도한 열을 피하면서 이러한 중요한 폴리머 구성 요소를 만들기 위해 '저온 가공'을 제공하는 초고속 레이저로 눈을 돌리고 있습니다.
초고속 레이저는 어떻게 작동하나요?
극초단 펄스 레이저라고도 하는 초고속 펄스 레이저는 펨토초 또는 피코초 단위로 측정되는 극도로 짧은 집속 광 펄스를 방출합니다. 이러한 초고속 펄스 지속 시간은 레이저 에너지가 대상 물질과 단 1조 분의 1초 또는 4조 분의 1초 동안 상호 작용하여 연속파 처리와 비교하여 전달되는 열을 크게 줄입니다.
초고속 레이저는 주변 재료에 열 효과를 유발하지 않으면서 매우 높은 피크 출력을 제공합니다. 초고속 펄스 지속 시간은 열이 부품 피처를 둘러싼 재료로 확산되는 시간을 크게 제한합니다. 그 결과 개별 펄스가 극히 적은 양의 재료를 증기로 제거하면서 열 영향을 받는 영역을 거의 만들지 않는 "냉간 제거"가 가능합니다.
초고속 레이저와 나노초 레이저 비교
나노초 레이저는 10억분의 1초 단위로 측정된 레이저 에너지 펄스를 방출합니다. 연속파 및 준연속파 레이저에 비해 나노초 레이저는 호일 절단 및 일부 미세 용접 작업과 같은 많은 정밀 응용 분야에서 품질이 크게 향상되었습니다. 그러나 나노초 레이저 가공은 여전히 초고속 레이저보다 대상 재료에 훨씬 더 많은 열적 영향을 미칩니다. 대부분의 응용 분야에서는 이러한 열 영향이 허용되지만 정밀 의료 기기에서는 과도한 열을 피해야 합니다.
(A ) 나노초 레이저로 가공한 폴리카보네이트 블라인드 디스크의 가장자리가 과도하게 녹아내린 모습.
(B ) 초고속 레이저를 사용한 폴리카보네이트 블라인드 디스크 기계의 가장자리가 거의 녹지 않는 모습.
과도한 열은 민감한 폴리머에 용융, 발포, 탄화, 연소를 일으켜 정밀 의료 기기를 사용할 수 없게 만들 수 있습니다. 따라서 의료용 튜브, 카테터, 모니터링 장비용 센서 등 다양한 의료 기기에서 초고속 레이저의 사용이 꾸준히 증가하고 있습니다.
초고속 레이저 가공의 이점은 열 영향 영역 감소 그 이상으로 확장됩니다. 초고속 레이저의 높은 피크 출력으로 UDI 추적성 및 규정 준수에 중요한 영구적인 UDI 마크를 생성할 수 있습니다. 또한 초고속 레이저는 절단 폭과 구멍 크기와 같은 의료 기기 기능의 정밀도와 크기를 탁월한 수준으로 제어할 수 있습니다. 이를 통해 엔지니어는 우수한 굽힘 특성 등 향상된 성능을 위해 폴리머 부품 설계를 최적화할 수 있습니다.
의료 기기 레이저 솔루션 시작하기
의료 기기 응용 분야에서 품질과 처리량을 극대화하려면 적합한 초고속 레이저와 레이저 공정을 선택하는 것이 중요합니다. 다행히도 IPG의 레이저 용접 전문가가 도와드릴 준비가 되어 있습니다. 시작 방법은 간단합니다. 샘플을 보내거나 글로벌 응용 연구소를 방문하거나 귀사의 응용 분야에 대해 알려주시기만 하면 됩니다.
