La lavorazione laser e il suo ruolo nella produzione di dispositivi medici

2 agosto 2021 Da Contenuti sponsorizzati

Di Matthew Nipper, Direttore dell'ingegneria – Tecnologie di lavorazione laser, Spectrum Plastics Group

La microlavorazione laser è uno dei processi di massima precisione utilizzati nella produzione di dispositivi medici. In effetti, i laser potrebbero essere l’unica opzione per produrre caratteristiche delicate, soprattutto in materiali sottili o sensibili. I laser possono tagliare rapidamente elementi di dimensioni micron con tolleranze inferiori al micron, senza difetti, riducendo o eliminando così i processi di finitura secondari, abbreviando i tempi di ciclo e accelerando il time-to-market. Grazie a questi vantaggi, i laser stanno rapidamente diventando il metodo preferito per microlavorare parti e prodotti miniaturizzati e/o complessi per dispositivi medici, praticamente in qualsiasi forma o modello.

Le aziende di dispositivi medici collaborano con Spectrum Plastics Group su progetti di prodotti innovativi che richiedono caratteristiche microscopiche che possono essere realizzate al meglio utilizzando la lavorazione laser, ad esempio cateteri, palloncini medici e dispositivi per procedure neurovascolari, cardiovascolari e diagnostiche. Le caratteristiche prodotte nei polimeri possono avere una larghezza minima di 10 micron, con tolleranze strette fino a 1-2 micron.

I polimeri sono in genere il materiale preferito per i dispositivi medici. Questi materiali sono meccanicamente robusti, chimicamente inerti e hanno eccellenti proprietà isolanti. I polimeri possono essere progettati per presentare caratteristiche fisiche e chimiche specifiche, per migliorare la biocompatibilità e le prestazioni e possono essere estrusi, stampati a iniezione o prodotti mediante additivi. Praticamente qualsiasi materiale polimerico termoplastico o termoindurente può essere lavorato al laser con alta precisione, inclusi policarbonato, poliuretani, ABS, FEP, poliammidi, poliimmidi, PEEK, PTFE, PMMA, poliestere, nylon e acrilici.

Servizi e capacità

Man mano che i prodotti diventano più piccoli e complessi, i nostri ingegneri devono utilizzare le loro competenze tecniche, la conoscenza dei materiali e l'esperienza per creare processi in grado di creare queste minuscole funzionalità ad alta precisione che migliorano la funzionalità del prodotto, che in definitiva può migliorare o salvare la vita dei pazienti. Queste funzionalità includono:

Ablazione laser

I laser possono essere programmati per ablare o “vaporizzare” materiale da superfici a livello di micron. L'ablazione rimuove selettivamente strati di substrato o rivestimento dalla superficie delle parti prodotte, con impatti termici o strutturali negativi minimi o nulli sul materiale circostante.

Taglio laser

Il taglio laser è spesso l’unico metodo in grado di produrre le caratteristiche di alta precisione richieste da questi dispositivi. I nostri sistemi laser forniscono un taglio laser ad alta precisione con tolleranze a livello di micron. Produciamo elementi molto piccoli e complessi, fino a 5 micron (0,0002 pollici), senza effetti di calore, in una varietà di materiali.

Foratura laser

Questo processo di microproduzione altamente adattabile, versatile e affidabile viene utilizzato in un’ampia gamma di settori. Personalizziamo la nostra produzione laser e l'elaborazione post-laser per soddisfare le vostre specifiche esigenze di perforazione, ottimizzando applicazioni come microfori, serie di fori, pozzi ciechi e portali specializzati. I fori su scala micrometrica possono essere praticati al laser in una varietà di modelli con la massima precisione, senza bave o materiale residuo che possa ostruire i fori.

Spellatura dei cavi

La spelatura laser del filo fornisce precisione e controllo del processo eccellenti ed elimina il contatto con il filo, consentendo la lavorazione di fili di diametro delicato. Il nostro sistema di spelatura laser è in grado di spelare cavi fino a 38 di diametro, offrendo l'opportunità di produrre progetti non realizzabili con i tradizionali metodi di spelatura dei cavi. Il nostro sistema è in grado di gestire applicazioni sia da bobina a bobina che da bobina a taglio e può essere programmato per eseguire l'ablazione dell'isolamento in qualsiasi punto lungo il filo, consentendo rimozioni a metà campata ad alta precisione.

Laser ultraveloci

I laser ultraveloci sono perfetti per la produzione di dispositivi medici grazie alla loro versatilità, precisione e assenza di danni termici o strutturali al materiale in lavorazione. Con una larghezza media dell'impulso di 150 femtosecondi (150 quadrilionesimi di 1 secondo), non vi è praticamente alcun trasferimento di calore oltre le dimensioni del taglio, rendendolo un processo "freddo", che consente al laser di lavorare quasi tutti i materiali. Elementi piccoli fino a 0,0005 pollici (13 micron) possono essere tagliati al laser con elevata precisione dimensionale.