Le traitement laser et son rôle dans la fabrication de dispositifs médicaux

2 août 2021 Par Contenu sponsorisé

Par Matthew Nipper, directeur de l'ingénierie – Technologies de traitement laser, Spectrum Plastics Group

Le micro-usinage au laser est l'un des processus de la plus haute précision utilisés dans la fabrication de dispositifs médicaux. En fait, les lasers pourraient être la seule option pour produire des détails délicats, en particulier sur des matériaux fins ou sensibles. Les lasers peuvent découper rapidement des éléments de taille micrométrique avec des tolérances inférieures au micron, sans défauts, réduisant ou éliminant ainsi les processus de finition secondaires, raccourcissant les temps de cycle et accélérant les délais de mise sur le marché. En raison de ces avantages, les lasers deviennent rapidement la méthode préférée pour micro-usiner des pièces et des produits miniaturisés et/ou complexes destinés aux dispositifs médicaux, dans pratiquement n'importe quelle forme ou motif.

Les entreprises de dispositifs médicaux travaillent avec Spectrum Plastics Group sur des conceptions de produits innovants qui nécessitent des caractéristiques microscopiques qui sont mieux produites par usinage laser, par exemple des cathéters, des ballons médicaux et des dispositifs pour les procédures neurovasculaires, cardiovasculaires et diagnostiques. Les éléments produits dans des polymères peuvent avoir une largeur aussi petite que 10 microns, avec des tolérances aussi étroites que 1 à 2 microns.

Les polymères sont généralement le matériau de choix pour les dispositifs médicaux. Ces matériaux sont mécaniquement robustes, chimiquement inertes et possèdent d’excellentes propriétés isolantes. Les polymères peuvent être conçus pour présenter des caractéristiques physiques et chimiques spécifiques, améliorer la biocompatibilité et les performances, et peuvent être extrudés, moulés par injection ou fabriqués de manière additive. Pratiquement tous les matériaux polymères thermoplastiques ou thermodurcis peuvent être traités au laser avec une haute précision, notamment le polycarbonate, les polyuréthanes, l'ABS, le FEP, les polyamides, les polyimides, le PEEK, le PTFE, le PMMA, le polyester, le nylon et les acryliques.

Services et capacités

À mesure que les produits deviennent plus petits et plus complexes, nos ingénieurs doivent utiliser leurs compétences techniques, leurs connaissances des matériaux et leur expérience pour créer des processus capables de créer ces minuscules fonctionnalités de haute précision qui améliorent la fonctionnalité du produit, ce qui peut à terme améliorer ou sauver la vie des patients. Ces capacités incluent :

Ablation au laser

Les lasers peuvent être programmés pour abler ou « vaporiser » le matériau des surfaces au niveau du micron. L'ablation élimine sélectivement les couches de substrat ou de revêtement de la surface des pièces fabriquées, avec peu ou pas d'impacts thermiques ou structurels négatifs sur le matériau environnant.

Découpe au laser

La découpe au laser est souvent la seule méthode capable de produire les caractéristiques de haute précision requises par ces appareils. Nos systèmes laser offrent une découpe laser de haute précision avec des tolérances au micron. Nous produisons des éléments très petits et complexes, aussi petits que 0,0002 pouces (5 microns), sans effets thermiques, dans une variété de matériaux.

Forage au laser

Ce processus de microfabrication hautement adaptable, polyvalent et fiable est utilisé dans un large éventail d’industries. Nous personnalisons notre fabrication laser et notre traitement post-laser pour répondre à vos besoins de forage uniques, en optimisant les applications telles que les micro-trous, les réseaux de trous, les puits borgnes et les portails spécialisés. Des trous à l’échelle micrométrique peuvent être percés au laser selon une variété de motifs avec la plus haute précision, sans bavures ni matériaux résiduels susceptibles de boucher les trous.

Dénudage de fil

Le dénudage de fil au laser offre une excellente précision et un excellent contrôle du processus et élimine tout contact avec le fil, permettant ainsi le traitement de calibres de fil délicats. Notre système de dénudage au laser est capable de dénuder des fils jusqu'à un calibre 38, offrant ainsi la possibilité de produire des conceptions impossibles avec les méthodes traditionnelles de dénudage de fils. Notre système peut gérer à la fois les applications bobine à bobine et bobine à coupe et peut être programmé pour ablation de l'isolant à n'importe quel point le long du fil, permettant des retraits de haute précision à mi-portée.

Lasers ultrarapides

Les lasers ultrarapides sont parfaits pour la fabrication de dispositifs médicaux en raison de leur polyvalence, de leur précision et de l'absence de dommages thermiques ou structurels sur le matériau traité. Avec une largeur d'impulsion moyenne de 150 femtosecondes (150 quadrillions de 1 seconde), il n'y a pratiquement aucun transfert de chaleur au-delà des dimensions de la coupe, ce qui en fait un processus « froid », permettant au laser de traiter presque n'importe quel matériau. Des éléments aussi petits que 0,0005 pouces (13 microns) peuvent être découpés au laser avec une grande précision dimensionnelle.