レーザー加工と医療機器製造におけるその役割

2021 年 8 月 2 日 スポンサー付きコンテンツ別

Spectrum Plastics Group、レーザー加工技術エンジニアリング担当ディレクター、Matthew Nipper 氏より

レーザー微細加工は、医療機器の製造で利用される最も高精度なプロセスの 1 つです。 実際、特に薄い素材や傷つきやすい素材の場合、繊細な形状を作成するにはレーザーが唯一の選択肢となる可能性があります。 レーザーは、ミクロンサイズの形状をサブミクロンの公差で欠陥なく迅速に切断できるため、二次仕上げプロセスを削減または排除し、サイクルタイムを短縮し、市場投入までの時間を短縮します。 これらの利点により、レーザーは医療機器用の小型および/または複雑な部品や製品を事実上あらゆる形状やパターンで微細加工するための好ましい方法となりつつあります。

医療機器企業は、カテーテル、医療用バルーン、神経血管、心臓血管、診断処置用の機器など、レーザー加工を使用して製造するのに最適な微細な特徴を必要とする革新的な製品設計について、Spectrum Plastics Group と協力しています。 ポリマーで作成されるフィーチャは、幅が 10 ミクロンほど小さく、公差は 1 ～ 2 ミクロンほどです。

ポリマーは通常、医療機器に最適な材料です。 これらの材料は機械的に堅牢で、化学的に不活性で、優れた絶縁特性を備えています。 ポリマーは、特定の物理的および化学的特性を示すように設計して、生体適合性と性能を向上させることができ、押出成形、射出成形、または付加製造することができます。 ポリカーボネート、ポリウレタン、ABS、FEP、ポリアミド、ポリイミド、PEEK、PTFE、PMMA、ポリエステル、ナイロン、アクリルなど、事実上あらゆる熱可塑性または熱硬化性ポリマー材料を高精度でレーザー加工できます。

サービスと機能

製品が小型化し、より複雑になるにつれて、当社のエンジニアは技術スキル、材料知識、経験を活用して、製品の機能を強化するこれらの小さな高精度の機能を作成できるプロセスを構築する必要があり、最終的には患者の命を向上または救うことができます。 これらの機能には次のものが含まれます。

レーザーアブレーション

レーザーは、表面から材料をミクロンレベルでアブレーションまたは「蒸発」させるようにプログラムできます。 アブレーションでは、周囲の材料に熱的または構造的な悪影響をほとんどまたはまったく与えずに、製造部品の表面から基材またはコーティングの層を選択的に除去します。

レーザー切断

多くの場合、これらのデバイスに必要な高精度の機能を製造できる唯一の方法はレーザー切断です。 当社のレーザー システムは、ミクロン レベルの公差で高精度のレーザー切断を実現します。 当社では、さまざまな材料を使用して、熱影響なしで 0.0002 インチ (5 ミクロン) ほどの非常に小さく複雑な形状を製造します。

レーザー穴あけ加工

この適応性、汎用性、信頼性の高い微細製造プロセスは、幅広い業界で使用されています。 当社は、お客様固有の穴あけニーズに合わせてレーザー製造とレーザー後処理をカスタマイズし、マイクロホール、ホールアレイ、ブラインドウェル、特殊ポータルなどのアプリケーションを最適化します。 ミクロンスケールの穴を、バリや穴を塞ぐ残留物を発生させることなく、最高の精度でさまざまなパターンでレーザー穴あけできます。

ワイヤーのストリッピング

レーザーワイヤストリッピングは優れた精度とプロセス制御を実現し、ワイヤとの接触を排除するため、繊細なワイヤゲージの加工が可能になります。 当社のレーザーストリッピングシステムは、最大 38 ゲージのワイヤをストリッピングすることができ、従来のワイヤストリッピング方法では不可能なデザインを作成する機会を提供します。 当社のシステムは、リールツーリールとリールツーカットの両方の用途に対応でき、ワイヤに沿った任意の点で絶縁体をアブレーションするようにプログラムできるため、高精度のミッドスパン除去が可能になります。

超高速レーザー

超高速レーザーは、多用途性、精度、加工対象の材料に熱的または構造的損傷を与えないため、医療機器の製造に最適です。 平均パルス幅が 150 フェムト秒 (1 秒の 150 京分の 1) であるため、切断寸法を超える熱伝達が事実上なく、「低温」プロセスとなり、レーザーでほぼすべての材料を加工できます。 0.0005 インチ (13 ミクロン) ほどの小さなフィーチャーを、高い寸法精度でレーザー切断できます。