医療機器市場におけるレーザーマイクロ製造の将来

2019 年 10 月 1 日 スポンサー付きコンテンツ別

レーザーマイクロ製造技術とその医療機器製造への影響レーザーマイクロ製造は、医療機器および高度な診断市場で増大し続けるマイクロスケール製造の需要に対応するために開発されたテクノロジーの集大成です。 これらのテクノロジーには、レーザー アブレーション、レーザー切断、レーザー ドリリング、レーザー溶接が含まれます。

各技術は、金属またはポリマーでマイクロスケールの医療機器を製造するという一般的な医療機器メーカーのニーズに対応します。 従来の機械プロセスに比べてレーザーを使用する利点には、部品との接触がないこと、ミクロンスケールの機能が可能であること、入熱が最小限であることが挙げられます。 これらの利点を組み合わせることで、プロトタイピングから生産までの直接的なパスにより、複数の医療機器アプリケーションにわたって小型化を実現できます。

この記事では、レーザーマイクロ製造技術とその医療機器への応用について詳しく説明します。

レーザーアブレーションは、幅広い材料適合性を提供し、結果として多様な規模の製品を実現できるため、医療機器用途の高度な微細製造にとって有益なプロセスとなっています。

研究開発エンジニアがデバイスの小型化におけるレーザーアブレーションの利点を理解するにつれて、レーザーアブレーションの人気と需要が高まり続けています。

医療機器の用途例:

3D レーザーアブレーション

一例は 3-D アブレーションです。これは、神経血管市場で満たされていない顧客のニーズをサポートするために開発されたプロセスです。

チャレンジ顧客は、スイスの CNC 機械加工プロセスで提供できるサイズの 10 分の 1 の金属部品を必要としていました。

解決

3-D アブレーションの応用例については、図 2 および 3 を参照してください。

レーザー アブレーションのもう 1 つのユニークな用途は、レーザー ワイヤー ストリッピングです。 このプロセスでは、外側のコーティングを除去して、下層または芯金線を露出させます。

チャレンジ図 4 に、理想的な多層被覆ワイヤ (I) と、(誇張された) 非同心性の問題がある実際のワイヤ (II) の断面を示します。 コーティング層は、ワイヤの周囲のある場所では厚く、他の場所では薄くなります。 開ループプロセスでワイヤをレーザーストリップする場合（つまり、すべての回転位置で同じ数のパルスを送信する場合）、最終結果は、コーティング層が残り、コアが残る可能性のある、不均一で不均一にストリップされたワイヤになります。いくつかの回転位置でのワイヤの損傷 (III、IV)。

解決各コーティング層を確実に 100% 除去し、次の層への望ましくない侵入を最小限に抑えるために、Resonetics は ASSURE End Point Detection™ と呼ばれる独自の閉ループ プロセス制御を開発し、特許を取得しました。 アブレーション点でのプラズマプルームを監視することにより、そのシグニチャーが後続の層の材料を識別し、残留材料の存在と種類を検出することで、レーザーのオンとオフを切り替えて、ワイヤーコーティングの薄い部分に深く入りすぎたり、除去しすぎたりすることを回避できます。厚いセクション (V、VI) ではわずかです。

ASSURE End Point Detection™ の主な利点は、ロット間または同じスプール内でのワイヤ コーティングの避けられない変動に関係なく、被覆ワイヤを均一かつ一貫して剥がせることです。

レーザー切断には通常、Nd:YAG レーザーまたはファイバーレーザーが使用されます。 Resonetics は、これらのレーザーを使用することに加えて、入熱を排除して下流の部品処理を最小限に抑える超高速 (ピコ秒およびフェムト秒) レーザー切断も開発しました。

超高速レーザー切断は、さまざまな種類の金属やポリマーに使用でき、次のような利点があります。 熱の影響を受ける部分がなく、きれいな切断面でバリもありません。

レーザー切断の応用例については、図 6 および 7 を参照してください。

医療機器の用途例:

医療機器産業への応用と進歩

PRIME™ プロセスによるレーザーカット ハイポチューブ (LCT) には、従来のカテーテル製造方法 (編組コイル構造など) に比べて多くの利点があります。 以下は、PRIME™ Laser Cut LCT カテーテル コンポーネントの主な利点です。