Aplikasi Kimpalan Laser dalam Bidang Peranti Perubatan
Jan 02, 2024
Teknologi kimpalan laser dengan berkesan boleh menembusi batasan teknologi kimpalan tradisional, jadi ia juga telah digunakan secara meluas dalam penjagaan perubatan dan kesihatan. Memandangkan bidang aplikasi ini mempunyai keperluan yang ketat untuk kebersihan yang tinggi dalam proses pembuatannya, teknologi kimpalan laser hanya memenuhi keperluannya. . Berbanding dengan teknologi kimpalan lain yang biasa digunakan, teknologi kimpalan laser menghasilkan hampir tiada sanga dan serpihan kimpalan, dan tidak memerlukan penambahan sebarang pelekat semasa proses kimpalan, jadi keseluruhan kerja kimpalan boleh disiapkan di dalam bilik yang bersih.
Penambahan teknologi kimpalan laser telah banyak menggalakkan pembangunan peranti perubatan. Sebagai contoh, pembungkusan cangkerang peranti perubatan boleh implan aktif dan tanda radiopaque stent jantung semuanya tidak dapat dipisahkan daripada penggunaan kimpalan laser.
Peranti Perubatan Implan Aktif
Peranti elektronik perubatan yang boleh ditanam, seperti perentak jantung, elektrokardiograf dan neurostimulator yang boleh ditanam (perangsang saraf tunjang, perangsang otak dalam dan implan koklea boleh ditanam, dll.), digunakan di dalam badan manusia untuk mengurus dan merawat fisiologi badan Keadaan seperti irama jantung, kronik. sakit, penyakit Parkinson, atau pekak yang teruk. Sepanjang dekad yang lalu, penggunaan peranti elektronik perubatan boleh implan telah berkembang pada kadar dua digit untuk pesakit meningkatkan kualiti hidup mereka.
Peranti elektronik boleh implan ini biasanya terdiri daripada litar mikroelektronik dan bateri yang membekalkan tenaga. Untuk melindungi litar mikroelektronik dan bateri, ia perlu dimeterai dan dibungkus dalam selongsong logam. Sekiranya meterai itu hilang, cecair badan boleh terus menembusi ke dalam pembungkusan logam, menyebabkan kegagalan litar pintas litar mikroelektronik dan membahayakan nyawa pesakit.
Teknologi kimpalan laser ialah teknologi sambungan dan pengedap yang paling biasa digunakan untuk peranti perubatan yang boleh diimplan. Cangkerang logam peranti perubatan boleh ditanam secara amnya menggunakan aloi titanium dan titanium. Walau bagaimanapun, titanium mempunyai keupayaan yang kuat untuk menyerap hidrogen, oksigen, dan nitrogen pada suhu tinggi. Oleh itu, proses kimpalan laser perlu dijalankan dalam persekitaran tertutup gas lengai.
Dalam kimpalan laser, kawalan tenaga laser memainkan peranan penting dalam kualiti kimpalan. Apabila laser menyinari permukaan logam, 60% hingga 80% tenaga laser akan dipantulkan pada mulanya. Apabila suhu meningkat, kadar penyerapan tenaga laser logam akan meningkat secara beransur-ansur. Apabila ia mencapai takat didih, ia boleh menyerap hampir 90% tenaga.
Peralatan Perubatan Pasif
Peralatan perubatan implan aktif mempunyai keperluan yang sangat ketat untuk pengedap proses kimpalan laser. Kaedah pengesanan kebocoran halus yang paling biasa digunakan ialah spektrometri jisim helium. Standard tentera MIL-STD-883 (1014) menetapkan kaedah pengesanan kebocoran yang baik. Penggunaan kimpalan laser dalam peralatan perubatan pasif adalah terutamanya untuk sambungan, yang boleh mencapai kimpalan ketepatan bahagian-bahagian kecil.
Stent jantung
Stent jantung, juga dikenali sebagai stent koronari, ialah peranti perubatan yang biasa digunakan dalam pembedahan intervensi jantung dan mempunyai fungsi membuka sekatan arteri dan saluran darah. Bahan utama ialah keluli tahan karat, aloi nikel-titanium atau aloi kobalt-kromium.
Semasa proses stent jantung dihantar sehingga ke destinasinya, unsur radiopaque di kedua-dua hujung stent dapat melihat dengan jelas kesan dan status pengembangannya. Penanda radiopaque boleh dibuat daripada logam berharga seperti emas, tantalum, platinum dan iridium, dan penanda boleh Riveting, proses pengacuan ini boleh menggunakan laser dengan diameter titik minimum 40μm (0.04mm) hingga mengimpal penanda berbentuk cakera ke dalam lubang mata khas.
Forsep biopsi gastroskopi
Forsep biopsi gastroskopik yang digunakan dalam rawatan perubatan perlu menembusi jauh ke dalam badan pesakit, jadi keperluan kualiti untuk forsep biopsi adalah sangat ketat. Setiap komponen forsep biopsi perlu memenuhi kekuatan tegangan tertentu dan penampilan yang baik, terutamanya permukaan tidak dibenarkan mempunyai Burr, dsb.
Dalam proses pengeluaran dan pemprosesan sebelumnya, hujung hadapan forsep biopsi gastroskop digabungkan dengan memukau, kimpalan rintangan, dll. Kaedah memukau akan meninggalkan burr dan kecacatan lain pada permukaan pistol tusukan, dan kimpalan rintangan juga akan menyebabkan bahagian untuk menghasilkan banyak kerosakan. Ubah bentuk besar menjejaskan penggunaan praktikal pistol tusukan. Walau bagaimanapun, teknologi kimpalan laser mempunyai ciri pemprosesan bukan sentuhan, julat pengaruh haba yang sempit, kecekapan tinggi, dan ketepatan pemprosesan yang tinggi. Ia boleh merealisasikan instrumen tanpa cela, tanpa alur, tanpa lipatan dan lancar dalam bidang perubatan. Keperluan kimpalan burr dan bebas retak.
Pengenalan teknologi kimpalan laser menjadikan peranti perubatan lebih kecil, lebih mudah dan lebih selesa. Sebagai tambahan kepada kimpalan laser, teknologi pemprosesan laser lain juga mempunyai potensi besar dalam pembuatan peranti perubatan, seperti pembersihan laser, pemotongan laser, penggerudian laser dan pemesinan mikro laser.
