レーザー溶接: 医療部品向けのライトタッチ ソリューション

2023 年 2 月 24 日

14:00

医療部門は、日常業務のあらゆる側面において最高レベルの品質、一貫性、トレーサビリティを要求します。 これらと同じ厳しい基準は、患者の治療プログラムの一部として必要な医療機器、インプラント、器具の製造に使用される製造プロセスにも適用されます。 ご想像のとおり、これらの厳格な仕様を達成するには、最高レベルの品質で一貫して精密なプロセスを実行できる最先端のテクノロジーが必要です。

レーザーのパワー、柔軟性、精度、性能は、医療分野に関連する幅広い用途でのテクノロジーの採用に役立つ重要な特性です。 金属コンポーネントやデバイスの接合が必要な用途が増加しており、レーザー溶接は現在、多くのメーカーにとって選択プロセスとして確立されています。 レーザーは、個々のアイテムを正確に接合して構造的な結合を作成したり、漏れや侵入を防ぐために必要な箇所に気密シールを生成したりすることができ、非常に小さな部品であっても高レベルの精度で溶接できます。

レーザーエネルギーを正確に制御できるため、溶融温度が高い金属や熱伝導率が高い金属の溶接が可能になります。 さらに、他の方法では溶接が困難または不可能な材料でも、多くの場合、レーザーを使用するとうまく接合できます。

ブロムスグローブに拠点を置く TLM Laser は、イギリスとアイルランドの ALPHA Laser の販売代理店として、幅広いレーザー溶接技術を利用できます。同社ディレクターの Andy Toms 氏は次のように説明しています。「ファイバー レーザーと Nd:YAG レーザーの両方を選択できるため、医療分野関連部品の特定のレーザー溶接用途に最適なソリューションを推奨します。 レーザーはピンポイントでエネルギーを入力するため、熱が少なくなり、接合されるコンポーネントの歪みが防止されます。 このプロセスでは、滑らかで酸化物のない表面と、突合せ溶接継手、オーバーラップ溶接、または隅肉溶接のスリムなシームも提供されます。 もう 1 つの利点は、材料の予熱が通常必要ないことです。」

この分野におけるレーザー溶接プロセスの成功とその後の成長により、ALPHA Laser は新しい AL Q レーザー溶接システムを発売しました。 これは、医療分野で見られる高仕様、高品質の生産環境向けに開発されました。 このクラス 1 密閉型レーザー システムは、450 W または 600 W ファイバー レーザーを選択でき、水冷または空冷モジュールが利用可能です。このシステムには、レーザー安全窓を備えた電動ドアが含まれており、システムは人間工学に基づいた操作ができるように設計されています。座っている。 標準の 3 軸動作 (XYZ) に加えて、オプションの傾斜可能な回転ユニットも利用できます。 これは、ジョイスティックを介して手動で、半自動または全自動モードで制御できます。

レーザーで溶接する場合、ビームは集光光学系によって 0.2 ～ 2 mm の小さなスポットに集束されます。 焦点に入力されるエネルギーは非常に高いため、材料の表面が急速に溶けます。 溶接要件に応じて、さまざまな溶加材 (ワイヤ) を使用または使用せずに接合部を製造できます。 レーザーのさらなる利点は、さまざまなモードで動作できることです。 パルスモードの原理を使用すると、パルスの停止中に溶融プールが冷却され、その結果、浸透が浅くなり、歪みが少なくなり、材料への全体的なエネルギー入力が低下します。これは、薄いコンポーネントでは特に重要です。

また、CW モードで溶接すると、連続的な溶融プールが生成されます。 これにより、高いエネルギー密度、小さな焦点直径で高い平均電力を使用して、より深い溶接溶け込みが実現されます。 CW 熱伝導溶接プロセスは、接合される材料に応じて、微小亀裂のない非常に均質な溶接材料を可能にするため、材料の肉盛りや亀裂が発生しやすい母材の接合溶接にも使用されます。