激光技术可引领医疗设备制造业又一50年

2010-09-17 20:38:02来源: CMDM 关键字:医疗设备  激光  激光焊接  二极管  二极管激光器

适用于多种医疗器械应用领域的无微粒、精确激光设备

  自50年前研制出激光以来,激光技术一直是科学和工业领域的中流砥柱。激光技术最初被视为是能形成更亮的光源、强化军事装备和改善通讯的工具,随后逐渐被引入现代制造业——包括医疗器械制造领域——因为它提供了一种精确且清洁的切割、加工和焊接方法。

  激光技术通过控制基底高能光束的输出,熔化、烧蚀或蒸发材料,形成高质量的表面处理效果。尽管激光在医疗器械制造行业中的应用不及更传统的加工技术,但它具有诸多切实的优势:它们能形成比打孔更清洁的边缘处理效果;无需使用昂贵的工具即可制成复杂的组件;具有比其它加工方法更快的速度以及能够处理各种材料。因此,在医疗器械制造领域,激光技术很有可能能够引领又一个50年——甚至更长时间。

激光焊接

  Leister Technologies LLC(美国伊利诺斯州)是一家专业生产高功率二极管激光器系统的公司,该公司开发出的激光发生设备可形成点状、线状和多种定制形状的激光。公司的激光系统具有无触点、无振动和无应力的特点,可用来焊接塑料材料,能够实现定域化能量应用。公司还提供多种激光传输方法,以满足塑料焊接应用的需求,包括轮廓、同步、掩模和径向技术。

  Leister总经理Jerry Zybko评论说:“在塑料接合应用中,我们采用了基于二极管的激光系统,由于它是固态的,因此无需使用任何附件。换句话说,即无需采用Nd:YAG 激光技术中所需的CO2激光管或灯。”二极管激光器可提供808- 或 940-nm波长,以满足不同反应波长的聚合物的应用要求。基于上述原因,公司将二极管激光器整合至其透射红外光塑料激光焊接平台中。

  “我们的系统处理的塑料包括两层:一个透明层和一个吸收层。激光穿过透明层并被下面的吸收层吸收,您可以在激光吸收的交界面产生热量。”Zybko说道。
 

Used for manufacturing microfluidic devices, Leister’s Novolas laser equipment relies on mask technology, in which the laser welds all the surfaces of a substrate except for the microfluidic channels themselves.

  Leister的Novolas激光设备利用专利的掩膜技术,可用于微流体器械的制造,激光焊接除微流体通道本身外基材的所有表面。利用镀铬玻璃掩膜,将特定部位的铬去除,使激光穿过,从而确定理想的焊接区域。含有注塑微流体通道的平顶组件和底部组件位于掩膜的下方,并施以钳夹力。光线通过层叠结构,掩膜可以防止光线到达微流体通道。“因此,可用激光来密封组件,留下微流体通道。该技术适用于微流体塑料片结构,可形成各种焊接形状,且不会产生震动或微粒积聚污染即可实现理想的接合。”Zybko说道。

  据Zybko称,激光焊接除在微流体领域发挥了突出作用外,还在导管与导管的接合操作领域取得了进展。Leister的Novolas WC-C激光机器利用一种被称为径向焊接的技术完成上述过程。在该技术中,诸如阀门之类的部件插入圆形抛光金属内的塑料管中,金属的内径为圆锥形。当上述设备发出的激光到达塑料部件,管的轮廓周围可实现同步焊接。“激光不会发生旋转或移动,而呈圆环形发射,并借助衍射光学元件达到小角度。当其触及抛光圆锥时,它可以直接垂直折射至导管与导管的接合部位。”Zybko解释说。

  激光技术在上述领域的应用变得越来越经济,但基于激光的产品一般仍需要采用x-y设备进行精确的移动控制。此外,在使用上述设备时,操作人员必须采取激光屏蔽措施,这增加了操作的成本。

  Zybko补充道,尽管如此,激光加工与其它技术相比仍具有诸多优势。例如,它不会产生微粒、污染或闪光,且焊接完全可以在部件内部完成,防止了多余材料的喷溅。相反,当采用30 KHz超声进行部件焊接时,其产生的震动会造成聚合物一定程度的分解并形成微粒,这些微粒必须采用真空吸出或洗出——特别是对于微流体器械。“采用激光,我们就可以利用玻璃夹住塑料。我们不会移动、转动、震动或采用超声上下移动材料。这样加工后的部件十分干净,且不会对容积产生影响。如果您需要100-pl的空间,您就可以在部件组装和焊接完成后实现。”Zybko说。

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关键字:医疗设备  激光  激光焊接  二极管  二极管激光器

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2010/0917/article_1500.html
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