Technika medyczna

Wyroby medyczne, w tym implanty i stenty, muszą charakteryzować się najwyższą jakością, gdyż są umieszczane w ciele człowieka i zapewniają organizmowi właściwą pracę. Przekłada się to bezpośrednio na wymagania stawiane procesowi ich wytwarzania, wśród których do najważniejszych zalicza się czystość, gładkość powierzchni oraz brak pyłków i zabrudzeń. Tak wyśrubowane kryteria sprawiają, że idealnym narzędziem do obróbki materiałów na potrzeby medycyny - zarówno cięcia, jak i spawania - okazuje się laser. Urządzenie to oferuje bowiem wysoką jakość krawędzi, minimalną strefę wpływu ciepła oraz bezkontaktowość procesu.



Cięcie


Cięcie z wykorzystaniem lasera zapewnia wysoką gładkość powierzchni przy minimalnych zadziorach, dzięki czemu nie wymaga stosowania dodatkowej obróbki postprocesowej. Ponadto duża łatwość prowadzenia wiązki pozwala na wycinanie skomplikowanych kształtów nawet na powierzchniach walcowych, co wykorzystywane jest w produkcji stentów i igieł. Takie wytwarzanie jest szybsze i precyzyjniejsze w stosunku do konwencjonalnych technik, np. obróbki mechanicznej lub chemicznej. Lasery pozwalają też na obróbkę dowolnych materiałów - od stali nierdzewnej, przez tytan, po tworzywa sztuczne.



Spawanie


Spawanie z wykorzystaniem lasera oferuje najwyższej jakości spoiny pozbawione wad i porowatości, co wynika z dużej szybkości i precyzji prowadzenia wiązki. Powstałe złącza są czyste i sterylne, gdyż nie wymagają stosowania dodatkowej obróbki wykończeniowej. Wśród materiałów używanych w medycynie można wyróżnić m.in. stopy tytanu, w tym także materiały z pamięcią kształtu. Ze względu na małą strefę wpływu ciepła podczas spajania materiały te nie tracą swoich pierwotnych właściwości oraz nie następuje ich deformacja.

Szeroka gama termoutwardzalnych i termoplastycznych tworzyw sztucznych używanych w medycynie do produkcji m.in. sond, endoskopów czy cewników może również zostać połączona laserowo z innym materiałem, tworząc idealnie szczelne połączenia. Zaś odpowiednie sterowanie mocą lasera sprawia, że wytrzymałość elementu nie ulega zmianie.



Strukturyzacja


Do technik laserowej mikroobróbki powierzchni zalicza się metodę zwaną strukturyzacją. Jest ona rozwinięciem procesu ablacji laserowej, która polega na usuwaniu warstwy materiału. Przez selektywne kontrolowanie procesu ablacji możliwe jest uzyskanie na powierzchni mikrokanałów, szczególnie przydatnych w produkcji implantów medycznych. Ich obecność zwiększa interakcję elementu z organizmem człowieka, a tym samym narastanie tkanek na uprzednio zmodyfikowanej warstwie zewnętrznej, co zapewnia większą biozgodność materiału.



Znakowanie


Technika laserowa oferuje wiele różnych metod znakowania elementów - w zależności od rodzaju użytego materiału. Na przykład w przypadku stali nierdzewnej stosuje się najczęściej wyżarzanie laserowe. Naniesione w ten sposób znaki i kody powstają na skutek zmiany koloru powierzchni bez konieczności usuwania warstwy wierzchniej materiału, dzięki czemu produkt pozostaje sterylny i czysty.

Grawerowanie z wykorzystaniem lasera umożliwia z kolei szybkie tworzenie napisów i symboli nawet na bardzo małych powierzchniach przy zachowaniu wysokiej czytelności detalu. Łatwość automatyzacji sprawia, że laser może stać się integralną częścią linii produkcyjnej i znakować elementy w locie - nawet przy dużych prędkościach pracy.



W skrócie

  • Rodzaje obróbki: cięcie, spawanie, strukturyzacja, znakowanie
  • Obrabiane materiały: stal, tytan, tworzywa sztuczne
  • Cel obróbki: czyste, gładkie powierzchnie, uzyskanie skomplikowanych kształtów przy niewielkich wymiarach całkowitych, pozbawione porów spoiny, tworzenie mikrokanałów, indentyfikacja produktów
  • Zalety: wysoka czystość i jakość krawędzi, minimalna strefa wpływu ciepła, bezkontaktowość procesu, wycinanie dowolnych kształtów, brak obróbki wykończeniowej, niewielka strefa wpływu ciepła, duża wytrzymałość połączeń
PolandEnglish