O futuro da microfabricação a laser nos mercados de dispositivos médicos

1º de outubro de 2019 Por Conteúdo Patrocinado

Tecnologias de microfabricação a laser e seu impacto na fabricação de dispositivos médicos A microfabricação a laser é uma compilação de tecnologias desenvolvidas para atender a uma demanda cada vez maior por fabricação em microescala nos mercados de dispositivos médicos e diagnósticos avançados. Essas tecnologias incluem ablação a laser, corte a laser, perfuração a laser e soldagem a laser.

Cada tecnologia atende a uma necessidade comum dos fabricantes de dispositivos médicos de fabricar dispositivos médicos em microescala em metais ou polímeros. A vantagem de usar um laser em relação aos processos mecânicos tradicionais inclui a ausência de contato com a peça, capacidade para recursos em escala de mícron e entrada mínima de calor. Essas vantagens combinadas permitem que a miniaturização ocorra em diversas aplicações de dispositivos médicos, com um caminho direto da prototipagem à produção.

Este artigo fornece detalhes sobre tecnologias de microfabricação a laser e sua aplicação em dispositivos médicos.

A ablação a laser tem sido um processo benéfico para a microfabricação avançada de aplicações de dispositivos médicos porque oferece uma ampla gama de compatibilidade de materiais, resultando em uma escala diversificada de produtos.

A ablação a laser continua a ganhar popularidade e demanda à medida que os engenheiros de P&D entendem seus benefícios na miniaturização de dispositivos.

Exemplos de aplicações de dispositivos médicos:

Ablação a laser 3D

Um exemplo é a ablação 3D, que foi um processo desenvolvido para atender às necessidades não atendidas dos clientes no mercado neurovascular.

DesafioUm cliente precisava de uma peça de metal dez vezes menor do que um processo de usinagem CNC suíço poderia fornecer.

Solução

Consulte as figuras 2 e 3 para exemplos de aplicação de ablação 3D.

Outra aplicação exclusiva da ablação a laser é a remoção de fios a laser. Este processo envolve a remoção do revestimento externo para expor a camada subjacente ou o fio metálico central.

Desafio Na figura 4, mostramos seções transversais de um fio revestido multicamadas ideal (I) e de um fio real com problemas (exagerados) de não concentricidade (II). As camadas de revestimento são mais espessas em alguns locais e mais finas em outros locais ao redor do fio. Se descascarmos o fio a laser em um processo de circuito aberto (ou seja, fornecendo o mesmo número de pulsos em todos os locais rotacionais), o resultado final será um fio irregular e não uniformemente descascado, com camadas de revestimento restantes, bem como uma possibilidade de núcleo danos no fio em alguns locais rotacionais (III, IV).

Solução Para garantir a remoção de 100% de cada camada de revestimento e minimizar a incursão indesejada na próxima camada, a Resonetics desenvolveu e patenteou um controle de processo de circuito fechado exclusivo chamado ASSURE End Point Detection™. Ao monitorar a pluma de plasma no ponto de ablação, cuja assinatura discrimina os materiais das camadas subsequentes e detecta a presença e o tipo de material remanescente, o laser pode ser ligado e desligado para evitar ir muito fundo nas seções mais finas do revestimento do fio ou remover muito pouco nas seções mais espessas (V, VI).

O principal benefício do ASSURE End Point Detection™ é que os fios revestidos podem ser descascados de maneira uniforme e consistente, independentemente da variação inevitável do revestimento do fio de lote para lote ou mesmo dentro da mesma bobina.

O corte a laser normalmente usa um laser Nd:YAG ou fibra. Além da Resonetics usar esses lasers, eles também desenvolveram corte a laser ultrarrápido (picossegundos e femtossegundos) para eliminar a entrada de calor, o que minimiza o processamento posterior de peças.

O corte a laser ultrarrápido pode ser usado para vários tipos de metais e polímeros com benefícios que incluem; sem zona afetada pelo calor, bordas de corte limpas e sem rebarbas.

Veja as figuras 6 e 7 para exemplos de aplicação de corte a laser.

Exemplos de aplicações de dispositivos médicos:

Aplicações e avanços para a indústria de dispositivos médicos

Os hipotubos cortados a laser (LCT) do processo PRIME™ têm muitas vantagens sobre os métodos tradicionais de fabricação de cateteres (como a construção de bobina trançada). Abaixo estão os principais benefícios dos componentes do cateter PRIME™ Laser Cut LCT: