Seit Jahrzehnten sind Laser ein etabliertes Werkzeug in der Entwicklung und Produktion von Medizinprodukten. Hier, parallel zu anderen industriellen Anwendungsbereichen, gewinnen Faserlaser nun deutlich an Marktanteilen. Für minimalinvasive Eingriffe und miniaturisierte Implantate werden die meisten Produkte der nächsten Generation immer kleiner, was eine extrem materialsensible Bearbeitung erfordert – und die Lasertechnologie ist die ideale Lösung, um die zukünftigen Anforderungen zu erfüllen.
Das präzise Laserschneiden dünner Metalle ist eine ideale Technologie für die speziellen Anforderungen bei der Herstellung von medizinischen Schläuchen und Komponenten. Diese erfordern eine Vielzahl von Schnittmerkmalen mit scharfen Kanten, Konturen und Mustern innerhalb der Kanten. Von chirurgischen Instrumenten für Schnitte und Biopsien über Nadeln mit ungewöhnlichen Spitzen und seitlichen Öffnungen bis hin zu komplexen Kettengliedern für flexible Endoskope bietet das Laserschneiden höhere Präzision, Qualität und Geschwindigkeit als herkömmliche Schneidtechnologien.
GF-1309, eine kleine Faserlaserschneidmaschine in Kolumbien zur Herstellung von Metallstents.
Herausforderungen der Medizinbranche
Die Medizintechnik stellt Hersteller von Präzisionsteilen vor besondere Herausforderungen. Die Anwendungen sind nicht nur hochmodern, sondern auch hinsichtlich Rückverfolgbarkeit, Reinheit und Wiederholgenauigkeit extrem anspruchsvoll. Golden Laser verfügt über die Ausrüstung, die Erfahrung und die Systeme, um unseren Kunden Produkte höchster Qualität auf zuverlässigste und effizienteste Weise zu liefern.
Vorteile des Laserschneidens
Der Laser eignet sich ideal für medizinische Schneidarbeiten, da er auf einen Spotdurchmesser von nur 0,025 mm fokussiert werden kann. Dies ermöglicht ein präzises, berührungsloses und werkzeugloses Schneidverfahren mit hoher Geschwindigkeit und Auflösung. Da das Laserschneidwerkzeug das Werkstück nicht berührt, kann es beliebig ausgerichtet und zur Herstellung einzigartiger Formen eingesetzt werden.
Keine Bauteilverformung aufgrund kleiner Wärmeeinflusszonen
Fähigkeit zum Schneiden komplexer Teile
Kann die meisten Metalle und andere Materialien schneiden
Kein Werkzeugverschleiß
Schnelle, kostengünstige Prototypenerstellung
Reduzierte Gratentfernung
Hohe Geschwindigkeit
Kontaktloses Verfahren
Hohe Präzision und Qualität
Hochgradig steuerbar und flexibel
Beispielsweise eignet sich Laserschneiden hervorragend für kleine Schläuche, wie sie etwa für Kanülen und Injektionsschläuche verwendet werden und verschiedene Merkmale wie Fenster, Schlitze, Löcher und Spiralen erfordern. Mit einem Fokuspunkt von 0,001 Zoll (25 Mikrometer) ermöglicht der Laser hochauflösende Schnitte, bei denen nur minimal Material abgetragen wird. Dies erlaubt schnelles Schneiden mit der geforderten Maßgenauigkeit.
Da die Laserbearbeitung berührungslos erfolgt, wirken keine mechanischen Kräfte auf die Rohre – es gibt weder Druck noch Zug oder andere Kräfte, die ein Bauteil verbiegen oder verformen und somit die Prozesskontrolle beeinträchtigen könnten. Der Laser kann während des Schneidprozesses präzise eingestellt werden, um die Erwärmung des Arbeitsbereichs zu steuern. Dies ist von Bedeutung, da die Abmessungen medizinischer Komponenten und der Schnittmerkmale immer kleiner werden und kleine Teile sich schnell erhitzen und andernfalls überhitzen könnten.
Darüber hinaus liegen die meisten Schneidanwendungen für medizinische Geräte im Dickenbereich von 0,2–1,0 mm. Da die Schnittgeometrien für medizinische Geräte typischerweise komplex sind, werden Faserlaser in der Medizingerätefertigung häufig im modulierten Pulsbetrieb eingesetzt. Die Spitzenleistung muss deutlich über dem CW-Niveau liegen, um die Auswirkungen der Restwärme durch effizienteren Materialabtrag, insbesondere bei dickeren Querschnitten, zu reduzieren.
Zusammenfassung
Faserlaser ersetzen zunehmend andere Lasertechnologien in der Medizintechnik. Frühere Annahmen, dass Schneidanwendungen in naher Zukunft nicht mit Faserlasern realisierbar sein würden, mussten bereits vor einiger Zeit revidiert werden. Die Vorteile des Laserschneidens werden daher maßgeblich zum enormen Wachstum des Einsatzes von Präzisionsschneidverfahren in der Medizintechnik beitragen, und dieser Trend wird sich in den kommenden Jahren fortsetzen.