Application du soudage laser dans le domaine des dispositifs médicaux
Jan 02, 2024
La technologie de soudage au laser peut efficacement dépasser les limites de la technologie de soudage traditionnelle, elle a donc également été largement utilisée dans le domaine médical et des soins de santé. Ce domaine d’application ayant des exigences strictes en matière de propreté élevée dans son processus de fabrication, la technologie du soudage laser répond parfaitement à ses besoins. . Comparée à d'autres technologies de soudage couramment utilisées, la technologie de soudage au laser ne produit presque aucun laitier ni débris de soudage et ne nécessite l'ajout d'aucun adhésif pendant le processus de soudage, de sorte que l'ensemble du travail de soudage peut être effectué dans une salle blanche.
L’ajout de la technologie de soudage laser a grandement favorisé le développement de dispositifs médicaux. Par exemple, le conditionnement des coques de dispositifs médicaux implantables actifs ou le marquage radio-opaque des stents cardiaques sont tous indissociables de l'utilisation de la soudure laser.
Dispositif médical implantable actif
Les appareils électroniques médicaux implantables, tels que les stimulateurs cardiaques, les électrocardiographes implantables et les neurostimulateurs (stimulateurs de la moelle épinière, stimulateurs cérébraux profonds et implants cochléaires implantables, etc.), sont utilisés à l'intérieur du corps humain pour gérer et traiter les affections physiologiques du corps telles que le rythme cardiaque, les maladies chroniques. douleur, maladie de Parkinson ou surdité sévère. Au cours de la dernière décennie, l’utilisation d’appareils électroniques médicaux implantables a connu une croissance à deux chiffres pour permettre aux patients d’améliorer leur qualité de vie.
Ces dispositifs électroniques implantables sont généralement constitués de circuits microélectroniques et de batteries qui fournissent de l'énergie. Pour protéger les circuits microélectroniques et les batteries, ils doivent être scellés et emballés dans des boîtiers métalliques. En cas de perte du sceau, les fluides corporels peuvent pénétrer directement dans l'emballage métallique, provoquant une défaillance par court-circuit du circuit microélectronique et mettant la vie du patient en danger.
La technologie de soudage laser est la technologie de connexion et d’étanchéité la plus couramment utilisée pour les dispositifs médicaux implantables. Les coques métalliques des dispositifs médicaux implantables utilisent généralement du titane et des alliages de titane. Cependant, le titane a une forte capacité à absorber l’hydrogène, l’oxygène et l’azote à haute température. Par conséquent, le processus de soudage au laser doit être effectué dans un environnement scellé par un gaz inerte.
En soudage laser, le contrôle de l’énergie laser joue un rôle essentiel dans la qualité du soudage. Lorsque le laser irradie une surface métallique, 60 à 80 % de l’énergie laser sera d’abord réfléchie. À mesure que la température augmente, le taux d’absorption de l’énergie laser par le métal augmente progressivement. Lorsqu’il atteint le point d’ébullition, il peut absorber près de 90 % de l’énergie.
Équipement médical passif
Les équipements médicaux implantables actifs ont des exigences très strictes en matière d’étanchéité du processus de soudage au laser. La méthode de détection fine des fuites la plus couramment utilisée est la spectrométrie de masse à l’hélium. La norme militaire MIL-STD-883 (1014) prescrit des méthodes fines de détection des fuites. L'application du soudage laser dans les équipements médicaux passifs concerne principalement la connexion, qui permet de réaliser un soudage de précision de petites pièces.
Stent cardiaque
Le stent cardiaque, également appelé stent coronaire, est un dispositif médical couramment utilisé en chirurgie interventionnelle cardiaque et a pour fonction de débloquer les artères et les vaisseaux sanguins. Les principaux matériaux sont l'acier inoxydable, l'alliage nickel-titane ou l'alliage cobalt-chrome.
Pendant le processus de transmission du stent cardiaque jusqu'à sa destination, les éléments radio-opaques aux deux extrémités du stent peuvent clairement voir ses traces et son état d'expansion. Les marqueurs radio-opaques peuvent être constitués de métaux précieux tels que l'or, le tantale, le platine et l'iridium, et les marqueurs peuvent être rivetés, ce processus de moulage peut utiliser un laser avec un diamètre de spot minimum de 40μm (0,04 mm) pour soudez le marqueur en forme de disque dans un œillet spécial.
Pince à biopsie pour gastroscopie
Les pinces à biopsie gastroscopique utilisées dans le traitement médical doivent pénétrer profondément dans le corps du patient, les exigences de qualité pour les pinces à biopsie sont donc très strictes. Chaque composant de la pince à biopsie doit répondre à une certaine résistance à la traction et à un bon aspect, en particulier la surface ne doit pas présenter de bavures, etc.
Dans le processus de production et de traitement précédent, l'extrémité avant de la pince à biopsie du gastroscope était combinée par rivetage, soudage par résistance, etc. La méthode de rivetage laisserait des bavures et d'autres défauts sur la surface du pistolet de ponction, et le soudage par résistance provoquerait également le pièces pour produire beaucoup de dégâts. Une déformation importante affecte l'application pratique du pistolet à perforation. Cependant, la technologie de soudage au laser présente les caractéristiques d'un traitement sans contact, d'une plage d'influence thermique étroite, d'un rendement élevé et d'une précision de traitement élevée. Il peut réaliser des instruments impeccables, sans rainures, sans plis et sans couture dans le domaine médical. Exigences de soudage sans bavures ni fissures.
L’introduction de la technologie de soudage au laser rend les dispositifs médicaux plus miniaturisés, plus simples et plus confortables. Outre le soudage au laser, d'autres technologies de traitement au laser présentent également un grand potentiel dans la fabrication de dispositifs médicaux, telles que le nettoyage au laser, la découpe au laser, le perçage au laser et le micro-usinage au laser.
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