Applicazione della saldatura laser nel campo dei dispositivi medici
Jan 02, 2024
La tecnologia di saldatura laser può efficacemente superare i limiti della tecnologia di saldatura tradizionale, quindi è stata ampiamente utilizzata anche nel settore medico e sanitario. Poiché questo campo di applicazione richiede severi requisiti di elevata pulizia nel processo di produzione, la tecnologia di saldatura laser soddisfa perfettamente le sue esigenze. . Rispetto ad altre tecnologie di saldatura comunemente utilizzate, la tecnologia di saldatura laser non produce quasi scorie e detriti di saldatura e non richiede l'aggiunta di adesivo durante il processo di saldatura, quindi l'intero lavoro di saldatura può essere completato in una camera bianca.
L'aggiunta della tecnologia di saldatura laser ha notevolmente promosso lo sviluppo di dispositivi medici. Ad esempio, l'involucro dei dispositivi medici impiantabili attivi e la marcatura radiopaca degli stent cardiaci sono tutti inseparabili dall'uso della saldatura laser.
Dispositivo medico impiantabile attivo
I dispositivi elettronici medici impiantabili, come pacemaker, elettrocardiografi impiantabili e neurostimolatori (stimolatori del midollo spinale, stimolatori cerebrali profondi e impianti cocleari impiantabili, ecc.), vengono utilizzati all'interno del corpo umano per gestire e trattare condizioni fisiologiche del corpo come ritmo cardiaco, malattie croniche dolore, morbo di Parkinson o grave sordità. Negli ultimi dieci anni, l’uso di dispositivi elettronici medici impiantabili è cresciuto a un ritmo a due cifre per consentire ai pazienti di migliorare la loro qualità di vita.
Questi dispositivi elettronici impiantabili sono tipicamente costituiti da circuiti microelettronici e batterie che forniscono energia. Per proteggere i circuiti microelettronici e le batterie, questi devono essere sigillati e imballati in involucri metallici. Se il sigillo viene perso, i fluidi corporei possono penetrare direttamente nella confezione metallica, provocando un guasto per cortocircuito del circuito microelettronico e mettendo in pericolo la vita del paziente.
La tecnologia di saldatura laser è la tecnologia di connessione e sigillatura più comunemente utilizzata per i dispositivi medici impiantabili. I gusci metallici dei dispositivi medici impiantabili utilizzano generalmente titanio e leghe di titanio. Tuttavia, il titanio ha una forte capacità di assorbire idrogeno, ossigeno e azoto ad alte temperature. Pertanto, il processo di saldatura laser deve essere eseguito in un ambiente sigillato con gas inerte.
Nella saldatura laser, il controllo dell'energia laser gioca un ruolo fondamentale nella qualità della saldatura. Quando il laser irradia una superficie metallica, inizialmente verrà riflessa dal 60% all'80% dell'energia laser. All'aumentare della temperatura, il tasso di assorbimento dell'energia laser da parte del metallo aumenterà gradualmente. Quando raggiunge il punto di ebollizione, può assorbire quasi il 90% dell'energia.
Attrezzature mediche passive
Le apparecchiature mediche impiantabili attive hanno requisiti molto severi per la sigillatura del processo di saldatura laser. Il metodo di rilevamento delle perdite più comunemente utilizzato è la spettrometria di massa con elio. Lo standard militare MIL-STD-883 (1014) prescrive metodi precisi per il rilevamento delle perdite. L'applicazione della saldatura laser nelle apparecchiature mediche passive è principalmente per la connessione, che può ottenere una saldatura di precisione di piccole parti.
Stent cardiaco
Lo stent cardiaco, noto anche come stent coronarico, è un dispositivo medico comunemente utilizzato nella chirurgia interventistica cardiaca e ha la funzione di sbloccare le arterie e i vasi sanguigni. I materiali principali sono acciaio inossidabile, lega di nichel-titanio o lega di cobalto-cromo.
Durante il processo di trasmissione dello stent cardiaco fino alla sua destinazione, gli elementi radiopachi su entrambe le estremità dello stent possono vedere chiaramente le sue tracce e lo stato di espansione. I marcatori radiopachi possono essere realizzati in metalli preziosi come oro, tantalio, platino e iridio e possono essere rivettati, questo processo di stampaggio può utilizzare un laser con un diametro dello spot minimo di 40μm (0,04 mm) per saldare il pennarello a forma di disco in un occhiello speciale.
Pinza per biopsia gastroscopica
Le pinze per biopsia gastroscopiche utilizzate nelle cure mediche devono penetrare in profondità nel corpo del paziente, quindi i requisiti di qualità per le pinze per biopsia sono molto severi. Ciascun componente della pinza per biopsia deve soddisfare una certa resistenza alla trazione e un bell'aspetto, in particolare la superficie non può presentare bave, ecc.
Nel precedente processo di produzione e lavorazione, l'estremità anteriore della pinza per biopsia gastroscopica veniva combinata mediante rivettatura, saldatura a resistenza, ecc. Il metodo di rivettatura lascerà bave e altri difetti sulla superficie della pistola per puntura e anche la saldatura a resistenza causerà il parti per produrre molti danni. Una grande deformazione influisce sull'applicazione pratica della pistola per foratura. Tuttavia, la tecnologia di saldatura laser presenta le caratteristiche di lavorazione senza contatto, intervallo ristretto di influenza termica, alta efficienza ed elevata precisione di lavorazione. Può realizzare strumenti impeccabili, senza scanalature, senza pieghe e senza giunzioni in campo medico. Requisiti di saldatura senza bave e crepe.
L’introduzione della tecnologia di saldatura laser rende i dispositivi medici più miniaturizzati, più semplici e più confortevoli. Oltre alla saldatura laser, anche altre tecnologie di lavorazione laser hanno un grande potenziale nella produzione di dispositivi medici, come la pulizia laser, il taglio laser, la perforazione laser e la microlavorazione laser.
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