Anwendung des Laserschweißens im Bereich medizinischer Geräte
Jan 02, 2024
Die Laserschweißtechnologie kann die Einschränkungen der herkömmlichen Schweißtechnologie effektiv überwinden und wird daher auch in der Medizin und im Gesundheitswesen häufig eingesetzt. Da in diesem Anwendungsbereich hohe Anforderungen an eine hohe Sauberkeit im Herstellungsprozess gestellt werden, ist die Laserschweißtechnik genau das Richtige für Sie. . Im Vergleich zu anderen häufig verwendeten Schweißtechnologien entstehen bei der Laserschweißtechnologie nahezu keine Schweißschlacke und Rückstände und es ist keine Zugabe von Klebstoff während des Schweißprozesses erforderlich, sodass die gesamten Schweißarbeiten in einem Reinraum durchgeführt werden können.
Die Einführung der Laserschweißtechnologie hat die Entwicklung medizinischer Geräte erheblich vorangetrieben. Beispielsweise sind die Hüllenverpackung aktiver implantierbarer medizinischer Geräte und die röntgendichte Markierung von Herzstents untrennbar mit dem Einsatz von Laserschweißen verbunden.
Aktives implantierbares medizinisches Gerät
Implantierbare medizinische elektronische Geräte wie Herzschrittmacher, implantierbare Elektrokardiographen und Neurostimulatoren (Rückenmarksstimulatoren, Tiefenhirnstimulatoren und implantierbare Cochlea-Implantate usw.) werden im menschlichen Körper verwendet, um physiologische Erkrankungen des Körpers wie Herzrhythmusstörungen und chronische Krankheiten zu verwalten und zu behandeln Schmerzen, Parkinson-Krankheit oder schwere Taubheit. Im letzten Jahrzehnt ist der Einsatz implantierbarer medizinischer elektronischer Geräte für Patienten zur Verbesserung ihrer Lebensqualität zweistellig gestiegen.
Diese implantierbaren elektronischen Geräte bestehen typischerweise aus mikroelektronischen Schaltkreisen und Batterien, die Energie liefern. Um mikroelektronische Schaltkreise und Batterien zu schützen, müssen sie versiegelt und in Metallgehäusen verpackt werden. Bei Verlust der Versiegelung können Körperflüssigkeiten direkt in die Metallverpackung eindringen, was zu einem Kurzschlussausfall des mikroelektronischen Schaltkreises führen und das Leben des Patienten gefährden kann.
Die Laserschweißtechnik ist die am häufigsten eingesetzte Verbindungs- und Dichtungstechnik für implantierbare medizinische Geräte. Die Metallhüllen implantierbarer medizinischer Geräte bestehen im Allgemeinen aus Titan und Titanlegierungen. Titan hat jedoch eine starke Fähigkeit, bei hohen Temperaturen Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff zu absorbieren. Daher muss der Laserschweißprozess in einer mit Schutzgas abgedichteten Umgebung durchgeführt werden.
Beim Laserschweißen spielt die Steuerung der Laserenergie eine entscheidende Rolle für die Schweißqualität. Wenn der Laser eine Metalloberfläche bestrahlt, werden zunächst 60 bis 80 % der Laserenergie reflektiert. Mit zunehmender Temperatur nimmt die Absorptionsrate der Laserenergie durch das Metall allmählich zu. Wenn es den Siedepunkt erreicht, kann es nahezu 90 % der Energie absorbieren.
Passive medizinische Ausrüstung
Aktive implantierbare medizinische Geräte stellen sehr strenge Anforderungen an die Abdichtung des Laserschweißprozesses. Die am häufigsten verwendete Methode zur Feinlecksuche ist die Helium-Massenspektrometrie. Der Militärstandard MIL-STD-883 (1014) schreibt feine Methoden zur Leckerkennung vor. Die Anwendung des Laserschweißens in passiven medizinischen Geräten dient hauptsächlich der Verbindung, wodurch ein Präzisionsschweißen winziger Teile erreicht werden kann.
Herzstent
Der Herzstent, auch Koronarstent genannt, ist ein medizinisches Gerät, das häufig in der Herzchirurgie eingesetzt wird und die Funktion hat, Arterien und Blutgefäße freizugeben. Die Hauptmaterialien sind Edelstahl, Nickel-Titan-Legierung oder Kobalt-Chrom-Legierung.
Während der Herzstent bis zu seinem Bestimmungsort transportiert wird, können die röntgendichten Elemente an beiden Enden des Stents seine Spuren und seinen Expansionsstatus deutlich erkennen. Die röntgendichten Markierungen können aus Edelmetallen wie Gold, Tantal, Platin und Iridium hergestellt werden, und die Markierungen können genietet werden. Bei diesem Formungsprozess kann ein Laser mit einem minimalen Punktdurchmesser von 4 0 μm (0,04 mm) verwendet werden Schweißen Sie den scheibenförmigen Marker in eine spezielle Öse.
Gastroskopie-Biopsiezange
Die in der medizinischen Behandlung eingesetzten gastroskopischen Biopsiezangen müssen tief in den Körper des Patienten eindringen, daher sind die Qualitätsanforderungen an die Biopsiezange sehr streng. Jede Komponente der Biopsiezange muss eine bestimmte Zugfestigkeit und ein gutes Aussehen aufweisen, insbesondere darf die Oberfläche keine Grate usw. aufweisen.
Im vorherigen Produktions- und Verarbeitungsprozess wurde das vordere Ende der Gastroskop-Biopsiezange durch Nieten, Widerstandsschweißen usw. verbunden. Die Nietmethode hinterlässt Grate und andere Defekte auf der Oberfläche der Punktionspistole, und Widerstandsschweißen verursacht ebenfalls die Teile großen Schaden anrichten. Große Verformungen beeinträchtigen die praktische Anwendung der Punktionspistole. Die Laserschweißtechnologie zeichnet sich jedoch durch eine berührungslose Bearbeitung, einen engen thermischen Einflussbereich, einen hohen Wirkungsgrad und eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit aus. Es ermöglicht die Herstellung makelloser, rillenfreier, faltenfreier und nahtloser Instrumente im medizinischen Bereich. Anforderungen an grat- und rissfreies Schweißen.
Die Einführung der Laserschweißtechnologie macht medizinische Geräte miniaturisierter, einfacher und komfortabler. Neben dem Laserschweißen haben auch andere Laserbearbeitungstechnologien großes Potenzial bei der Herstellung medizinischer Geräte, wie zum Beispiel Laserreinigung, Laserschneiden, Laserbohren und Lasermikrobearbeitung.
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