Aplicación de la soldadura láser en el campo de dispositivos médicos
Jan 02, 2024
La tecnología de soldadura láser puede superar eficazmente las limitaciones de la tecnología de soldadura tradicional, por lo que también se ha utilizado ampliamente en la atención médica y sanitaria. Dado que este campo de aplicación tiene requisitos estrictos de alta limpieza en su proceso de fabricación, la tecnología de soldadura láser satisface sus necesidades. . En comparación con otras tecnologías de soldadura comúnmente utilizadas, la tecnología de soldadura láser casi no produce escoria ni residuos de soldadura y no requiere la adición de ningún adhesivo durante el proceso de soldadura, por lo que todo el trabajo de soldadura se puede completar en una sala limpia.
La incorporación de la tecnología de soldadura láser ha promovido enormemente el desarrollo de dispositivos médicos. Por ejemplo, el embalaje exterior de los dispositivos médicos implantables activos y el marcado radiopaco de los stents cardíacos son inseparables del uso de la soldadura láser.
Dispositivo médico implantable activo
Los dispositivos electrónicos médicos implantables, como marcapasos, electrocardiógrafos implantables y neuroestimuladores (estimuladores de la médula espinal, estimuladores cerebrales profundos e implantes cocleares implantables, etc.), se utilizan dentro del cuerpo humano para controlar y tratar afecciones fisiológicas del cuerpo como el ritmo cardíaco, las enfermedades crónicas. dolor, enfermedad de Parkinson o sordera severa. Durante la última década, el uso de dispositivos electrónicos médicos implantables ha crecido a un ritmo de dos dígitos para que los pacientes mejoren su calidad de vida.
Estos dispositivos electrónicos implantables suelen consistir en circuitos microelectrónicos y baterías que proporcionan energía. Para proteger los circuitos microelectrónicos y las baterías, es necesario sellarlos y empaquetarlos en carcasas metálicas. Si se pierde el sello, los fluidos corporales pueden penetrar directamente en el embalaje metálico, provocando un cortocircuito en el circuito microelectrónico y poniendo en peligro la vida del paciente.
La tecnología de soldadura láser es la tecnología de conexión y sellado más utilizada para dispositivos médicos implantables. Las carcasas metálicas de los dispositivos médicos implantables generalmente utilizan titanio y aleaciones de titanio. Sin embargo, el titanio tiene una gran capacidad para absorber hidrógeno, oxígeno y nitrógeno a altas temperaturas. Por lo tanto, el proceso de soldadura láser debe realizarse en un entorno sellado con gas inerte.
En la soldadura láser, el control de la energía láser juega un papel vital en la calidad de la soldadura. Cuando el láser irradia una superficie metálica, al principio se reflejará entre el 60% y el 80% de la energía del láser. A medida que aumenta la temperatura, la tasa de absorción de energía láser por parte del metal aumentará gradualmente. Cuando alcanza el punto de ebullición, puede absorber cerca del 90% de la energía.
Equipo médico pasivo
Los equipos médicos implantables activos tienen requisitos muy estrictos para el sellado del proceso de soldadura láser. El método de detección fina de fugas más utilizado es la espectrometría de masas de helio. El estándar militar MIL-STD-883 (1014) estipula métodos finos de detección de fugas. La aplicación de la soldadura láser en equipos médicos pasivos es principalmente para la conexión, lo que puede lograr una soldadura de precisión de piezas pequeñas.
stent cardíaco
El stent cardíaco, también conocido como stent coronario, es un dispositivo médico comúnmente utilizado en cirugía intervencionista cardíaca y tiene la función de desbloquear arterias y vasos sanguíneos. Los materiales principales son acero inoxidable, aleación de níquel-titanio o aleación de cobalto-cromo.
Durante el proceso de transmisión del stent cardíaco hasta su destino, los elementos radiopacos en ambos extremos del stent pueden ver claramente sus rastros y su estado de expansión. Los marcadores radiopacos pueden estar hechos de metales preciosos como oro, tantalio, platino e iridio, y los marcadores pueden remacharse, este proceso de moldeo puede utilizar un láser con un diámetro de punto mínimo de 40μm (0,04 mm) para suelde el marcador en forma de disco en un ojal especial.
Pinzas de biopsia para gastroscopia
Las pinzas de biopsia gastroscópica utilizadas en el tratamiento médico deben penetrar profundamente en el cuerpo del paciente, por lo que los requisitos de calidad para las pinzas de biopsia son muy estrictos. Cada componente de las pinzas de biopsia debe cumplir con una cierta resistencia a la tracción y una buena apariencia, especialmente no se permite que la superficie tenga rebabas, etc.
En el proceso de producción y procesamiento anterior, el extremo frontal de las pinzas de biopsia del gastroscopio se combinó mediante remachado, soldadura por resistencia, etc. El método de remachado dejará rebabas y otros defectos en la superficie de la pistola de punción, y la soldadura por resistencia también causará la piezas para producir mucho daño. La gran deformación afecta la aplicación práctica de la pistola perforadora. Sin embargo, la tecnología de soldadura láser tiene las características de procesamiento sin contacto, rango estrecho de influencia térmica, alta eficiencia y alta precisión de procesamiento. Puede crear instrumentos impecables, sin ranuras, sin arrugas y sin costuras en el campo médico. Requisitos de soldadura sin rebabas ni grietas.
La introducción de la tecnología de soldadura láser hace que los dispositivos médicos sean más miniaturizados, más simples y más cómodos. Además de la soldadura láser, otras tecnologías de procesamiento láser también tienen un gran potencial en la fabricación de dispositivos médicos, como la limpieza láser, el corte láser, la perforación láser y el micromecanizado láser.
