Het bewerken van materialen met behulp van lasers wordt in vrijwel elk materiaal, op applicatie en in elke industrie gebruikt vanwege de hoge precisie, snelheid en kwaliteit. Fiber lasers worden op grote schaal gebruikt vanwege hun eenvoudige integratie en betrouwbaarheid. Er bestaat echter niet zoiets als een universele fiber laser - laserparameters zoals pulsduur en pulsenergie hebben een dramatische invloed op de kwaliteit van de vorm.
Het snijden, lassen en markeren van kunststoffen en polymeren kan een unieke uitdaging vormen voor traditionele laserbewerkingsoplossingen. Dit geldt met name voor medische precisieapparaten, die hoogwaardige eigenschappen vereisen om maximale prestaties van het apparaat en veiligheid van de patiënt te garanderen.
Smelten en andere kleine onvolkomenheden veroorzaakt door hitte vormen een bijzonder probleem voor fabrikanten van medische hulpmiddelen. Daarom richten veel fabrikanten zich op ultrafast lasers die "koude verwerking" bieden om deze kritieke polymeercomponenten te maken zonder overmatige hitte.
Hoe werken Ultrafast lasers?
Ultrafast Gepulseerde lasers, ook wel ultrakortepulslasers genoemd, zenden extreem korte pulsen gericht licht uit, gemeten in femtoseconden of picoseconden. Deze ultrafast pulsduur betekent dat de laserenergie slechts triljarden of quadriljarden van een seconde inwerkt op het doelmateriaal, waardoor er aanzienlijk minder warmte wordt afgegeven in vergelijking met continuous wave verwerking.
Ultrafast lasers leveren een uitzonderlijk hoog piekvermogen zonder thermische effecten op de omringende materialen te veroorzaken. De pulsduur van ultrafast beperkt de beschikbare tijd voor warmte om te diffunderen in het materiaal rondom het onderdeel aanzienlijk. Het resultaat is "koude ablatie" waarbij afzonderlijke pulsen een uiterst klein volume materiaal als damp verwijderen terwijl er vrijwel geen door warmte beïnvloede zone ontstaat.
Ultrafast Lasers vs. Nanoseconde lasers
Nanoseconde lasers zenden pulsen laserenergie uit die gemeten worden in miljardsten van een seconde. Vergeleken met continuous wave en quasi-continuous wave lasers bieden nanoseconde lasers een aanzienlijk hogere kwaliteit in veel precisietoepassingen zoals het snijden van folie en sommige microlaserbewerkingen. Laserverwerking met nanoseconden heeft echter nog steeds een aanzienlijk grotere thermische impact op doelmaterialen dan ultrafast lasers. Hoewel deze thermische impact in de meeste toepassingen acceptabel is, moet overtollige warmte worden vermeden in medische precisieapparaten.
(A) De rand van een blinde schijf van polycarbonaat bewerkt met een nanoseconde laser die overmatig smelt vertoont.
(B) De rand van een blinde schijf van polycarbonaat met een ultrafast laser vertoont vrijwel geen smelt.
Overmatige hitte kan smelten, schuimvorming, carbonisatie en verbranding veroorzaken in gevoelige polymeren, waardoor medische precisieapparaten onbruikbaar worden. Daarom is het gebruik van ultrafast lasers gestaag toegenomen voor verschillende medische apparaten, waaronder medische slangen, katheters en sensoren voor bewakingsapparatuur.
De voordelen van ultrafast laserbewerking gaan verder dan het verminderen van warmte-beïnvloede zones. Het hoge piekvermogen van ultrafast lasers maakt het mogelijk om permanente UDI-markeringen aan te brengen die van cruciaal belang zijn voor UDI-traceerbaarheid en naleving. Bovendien bieden ultrafast lasers ongeëvenaarde controle over de precisie en grootte van medische hulpmiddelen, zoals snijbreedtes en gatgrootte. Hierdoor kunnen ingenieurs het ontwerp van polymeeronderdelen optimaliseren voor betere prestaties, zoals superieure buigeigenschappen.
Aan de slag met een laseroplossing voor medische apparatuur
Het kiezen van de juiste ultrafast laser en het juiste laserproces is cruciaal voor het maximaliseren van de kwaliteit en doorvoer in toepassingen voor medische apparatuur. Gelukkig staan de laserlas-experts van IPG klaar om te helpen. Aan de slag gaan is eenvoudig - stuur ons een monster, bezoek een van onze wereldwijde applicatie laboratoria, of vertel ons gewoon over uw applicatie.
