L’avenir de la micro-fabrication laser sur les marchés des dispositifs médicaux

1 octobre 2019 Par Contenu sponsorisé

Technologies de micro-fabrication laser et leur impact sur la fabrication de dispositifs médicaux La micro-fabrication laser est une compilation de technologies développées pour répondre à une demande toujours croissante de fabrication à micro-échelle sur les marchés des dispositifs médicaux et des diagnostics avancés. Ces technologies comprennent l'ablation laser, la découpe laser, le perçage laser et le soudage laser.

Chaque technologie répond à un besoin commun des fabricants de dispositifs médicaux de fabriquer des dispositifs médicaux à micro-échelle en métaux ou en polymères. L'avantage de l'utilisation d'un laser par rapport aux processus mécaniques traditionnels inclut l'absence de contact avec les pièces, la possibilité d'obtenir des caractéristiques à l'échelle micrométrique et un apport de chaleur minimal. Ces avantages combinés permettent à la miniaturisation de se produire dans plusieurs applications de dispositifs médicaux avec un chemin direct du prototypage à la production.

Cet article fournit des détails sur les technologies de micro-fabrication laser et leur application aux dispositifs médicaux.

L'ablation au laser est un processus bénéfique pour la micro-fabrication avancée d'applications de dispositifs médicaux, car elle offre une large gamme de matériaux compatibles, ce qui se traduit par une gamme diversifiée de produits.

L'ablation au laser continue de gagner en popularité et en demande à mesure que les ingénieurs R&D comprennent ses avantages en matière de miniaturisation des appareils.

Exemples d'applications de dispositifs médicaux :

Ablation laser 3D

Un exemple est l’ablation 3D, un processus développé pour répondre aux besoins non satisfaits des clients sur le marché neurovasculaire.

DéfiUn client avait besoin d’une pièce métallique dix fois plus petite que ce qu’un processus d’usinage CNC suisse pouvait fournir.

Solution

Voir les figures 2 et 3 pour des exemples d'application de l'ablation 3D.

Une autre application unique de l’ablation laser est le dénudage des fils laser. Ce processus implique le retrait du revêtement extérieur pour exposer la couche sous-jacente ou le fil métallique central.

Défi Dans la figure 4, nous montrons des coupes transversales d'un fil revêtu multicouche idéal (I) et d'un fil réel présentant des problèmes de non-concentricité (exagérés) (II). Les couches de revêtement sont plus épaisses à certains endroits et plus fines à d’autres endroits autour du fil. Si nous dénudons le fil au laser dans un processus en boucle ouverte (c'est-à-dire délivrant le même nombre d'impulsions à tous les emplacements de rotation), le résultat final est un fil inégal et non uniformément dénudé avec des couches de revêtement restantes ainsi qu'une possibilité de noyau. dommages aux fils à certains endroits de rotation (III, IV).

Solution Pour garantir l'élimination à 100 % de chaque couche de revêtement et minimiser toute incursion indésirable dans la couche suivante, Resonetics a développé et breveté un contrôle de processus unique en boucle fermée appelé ASSURE End Point Detection™. En surveillant le panache de plasma au point d'ablation, dont la signature fait la distinction entre les matériaux des couches suivantes et détecte la présence et le type de matériau restant, le laser peut s'allumer et s'éteindre pour éviter de pénétrer trop profondément dans les sections les plus fines du revêtement du fil ou de le retirer trop. peu dans les sections les plus épaisses (V, VI).

Le principal avantage d'ASSURE End Point Detection™ est que les fils revêtus peuvent être dénudés de manière uniforme et cohérente, indépendamment de la variation inévitable du revêtement du fil d'un lot à l'autre ou même au sein d'une même bobine.

La découpe laser utilise généralement un laser Nd:YAG ou à fibre. En plus de Resonetics utilisant ces lasers, ils ont également développé une découpe laser ultrarapide (picoseconde et femtoseconde) pour éliminer l'apport de chaleur, ce qui minimise le traitement des pièces en aval.

La découpe laser ultrarapide peut être utilisée pour différents types de métaux et de polymères avec des avantages tels que : Aucune zone affectée par la chaleur, bords coupés proprement et sans bavures.

Voir les figures 6 et 7 pour des exemples d'application de découpe laser.

Exemples d'applications de dispositifs médicaux :

Applications et avancées pour l’industrie des dispositifs médicaux

Les hypotubes découpés au laser (LCT) issus du procédé PRIME™ présentent de nombreux avantages par rapport aux méthodes traditionnelles de fabrication de cathéters (telles que la construction de bobines tressées). Vous trouverez ci-dessous les principaux avantages des composants du cathéter LCT découpés au laser PRIME™ :