Soldagem a laser: A solução leve para componentes médicos

24 de fevereiro de 2023

14:00

O Setor Médico exige os mais altos níveis de qualidade, consistência e rastreabilidade em todos os aspectos da sua operação diária. Estas mesmas normas rigorosas também se aplicam aos processos de fabrico utilizados para produzir dispositivos médicos, implantes e instrumentos necessários como parte dos programas de tratamento de pacientes. Como se pode imaginar, atingir essas especificações rigorosas requer tecnologias de ponta, capazes de executar processos de precisão de forma consistente e com os mais altos níveis de qualidade.

A potência, flexibilidade, precisão e desempenho do laser são os principais atributos que têm sido fundamentais para a adoção da tecnologia em uma ampla gama de aplicações relacionadas ao setor médico. Há um número crescente de aplicações onde componentes e dispositivos metálicos requerem união, e a soldagem a laser está agora bem estabelecida como o processo de escolha para muitos fabricantes. Os lasers são capazes de unir com precisão itens individuais para criar uma ligação estrutural ou gerar uma vedação hermética quando necessário para evitar vazamento ou entrada, e até mesmo peças extremamente pequenas podem ser soldadas com altos níveis de precisão.

A capacidade de controlar com precisão a energia do laser torna possível soldar metais com altas temperaturas de fusão ou alta condutividade térmica. Além disso, materiais que de outra forma seriam difíceis ou impossíveis de soldar por outros meios, muitas vezes podem ser unidos com sucesso usando um laser.

Como distribuidora do ALPHA Laser no Reino Unido e na Irlanda, a TLM Laser, sediada em Bromsgrove, tem uma gama abrangente de tecnologias de soldagem a laser disponíveis, como explica o diretor da empresa, Andy Toms: “Com a opção de lasers de fibra e lasers Nd:YAG disponíveis, somos capazes de recomendamos a melhor solução para qualquer aplicação específica de soldagem a laser em peças relacionadas ao setor médico. Os lasers fornecem entrada de energia precisa, resultando em menos calor, o que evita a distorção dos componentes que estão sendo unidos. O processo também fornece uma superfície lisa e livre de óxido e uma costura fina em juntas de solda de topo, soldas sobrepostas ou soldas de filete. Outro benefício é que geralmente não é necessário pré-aquecimento do material.”

Tamanho foi o sucesso e o subsequente crescimento do processo de soldagem a laser no setor, que a ALPHA Laser lançou o novo sistema de soldagem a laser AL Q. Ele foi desenvolvido para ambientes de produção de alta especificação e alta qualidade encontrados no setor médico. Este sistema de laser fechado Classe 1 está disponível com uma opção de lasers de fibra de 450 W ou 600 W, com módulos refrigerados a água ou a ar disponíveis. O sistema inclui uma porta operada eletricamente com uma janela segura para laser, e o sistema foi projetado para operação ergonômica enquanto sentado. Além da operação padrão de 3 eixos (XYZ), está disponível uma unidade de rotação inclinável opcional. Isto pode ser controlado manualmente através de um joystick, de forma semiautomática ou em modo totalmente automático.

Ao soldar com laser, o feixe é focado em um pequeno ponto de 0,2 a 2 mm pela óptica de foco. A entrada de energia no ponto focal é muito alta, o que faz com que a superfície do material derreta rapidamente. Dependendo dos requisitos de soldagem, a junta pode ser produzida com ou sem diferentes metais de adição (arame). Um outro benefício do laser é a capacidade de operar em diferentes modos. Usando o princípio do modo pulsado, a poça de fusão esfria durante as pausas do pulso, resultando em penetração mais rasa, menos distorção e menor entrada de energia no material, o que é especialmente importante em componentes finos.

Alternativamente, ao soldar no modo CW, o resultado é uma poça de fusão contínua. Isto alcança uma penetração mais profunda na solda usando altas densidades de energia, uma alta potência média com um pequeno diâmetro de foco. O processo de soldagem por condução térmica CW também é utilizado para acúmulo de material e soldagem de juntas de materiais de base propensos a trincas, pois o processo, dependendo do material a ser unido, permite um material de solda muito homogêneo sem microfissuras.