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Lasermarkierter Herzschrittmacher
有源植入式醫療設備

利用雷射工藝更高效地製造 AIMD

植入式醫療設備的製造非常複雜——尤其是因為內部的電子設備很敏感。我們將向您展示如何使用雷射應用技術來創建穩定、可承受高負載的電氣連接和氦氣密封焊縫。

醫療植入物的生產面臨哪些挑戰?

起搏器等植入式醫療設備由最小的部件和敏感的電氣組件組成。在人體中,它們必須正常運作,不得造成任何損害。它們需要滿足大量的技術要求,因此對生產過程和設備提出很高的要求:由於使用的部件通常非常精細,生產步驟非常複雜,許多製造商在組裝植入物時依賴手工作業。一方面,這會遇到問題,因為找到合格的員工正變得越來越困難。另一方面,這會使擴大生產——特別是增加生產設施——變得困難。此外,製造商有義務以合理的方式記錄所有生產步驟

由於植入式醫療設備對許多人至關重要,因此必須有足夠的可用性。為了確保這一點,生產設施應可靠運行,只有最短的停機時間,並可實現快速(保養)服務。在這種情況下,透過必要的系統組件模組化擴展生產能力和技術正變得越來越重要,以便它們可以靈活地用於不同的產品。

主動植入物包括起搏器、除顫器或神經感應器。它們由幾個部件(例如電池、電線或電路)組成,這些部件首先單獨製造,然後組裝在一起。這些植入物的外殼必須密封,以保護敏感的電子設備和患者的身體。

雷射應用技術在植入式醫療器械的開發和生產中有哪些優勢?

雷射系統為有源植入物開發和生產中的眾多複雜技術挑戰和限制提供解決方案。它們的使用可實現電纜的精確和自動化 3D 焊接。由此可遵守嚴格的公差,並連接玻璃和陶瓷等設備外殼新材料。與傳統焊接工藝相比,雷射系統和應用在產生無損電氣連接和穩定、氦氣密封的焊縫方面具有顯著優勢,同時可以承受高機械負載

雷射確保無菌性和生物相容性

雷射可以完美地加工生物相容性材料。此外,它們可創建光滑的接縫和無孔的表面紋理,防止細菌粘附在上面。這使得醫療產品更容易保持無菌。

雷射實現密封

雷射焊縫是氦氣密封的。由此排除植入物的洩漏。這既保護了設備的內部部件,又保護了患者的健康。

雷射創建無損電氣連接

患者的生命往往取決於植入式設備的正常運行。透過雷射脈衝焊接,您可以獲得穩定且無損的電氣連接,滿足醫療產品的高品質要求。

雷射為您帶來質量優勢

TRUMPF 的創新雷射系統包含眾多用於醫療技術質量保證的功能,例如用於過程監控和幾何形狀視覺檢查的感應器、自學習系統和人工智慧。

您如何使用雷射來製造有源植入物?

接觸焊接電極(電池)

雷射焊接可用於確保在指定的接觸範圍內實現無損的電氣連接

可以控制脈衝頻率和強度,從而在低發熱條件下實現雷射焊接和幾乎所有金屬材料的連接。這對於除顫器和起搏器中的柔性缐路板或連接敏感的感應系統尤其重要。這些焊縫可承受高機械負載

熱傳導焊接 AIMD 外殼

有源植入物在低發熱條件下焊接,以防止損壞內部的敏感材料。由於其特殊的設計,感應器或塑膠部件通常非常靠近植入物的焊接區域——尤其是當它們越小、越複雜時。

雷射焊縫的優點是它們非常精細和光滑,並且具有衛生、無孔的表面。此外,它們是密封的,因此在植入后,患者和內部設備部件都受到保護

雷射切割多螺旋綫

當切割多螺旋線時,雷射可確保單個線圈的塗層保持完整。根據需要,幾何形狀可以透過徑向、軸向、交錯直角切割進行切割,以便為進一步加工做好準備——例如電纜末端的雷射焊接。

使用這項製程,不會產生可能損壞絕緣層的碎片。此外,既不產生熱量,也不發生磨損。該過程是自動化的。因此,與傳統的生產方法相比,它需要更少的時間和再加工

雷射紋理化和燒蝕作為表面預處理

藉助雷射應用技術,您可以對醫療設備組件的表面進行紋理化,以完成粘合準備。例如,可以用雷射優化電極頭的粗糙度,使其在粘合時完美粘附。

此外,雷射還可以清潔表面去除塗層和消除不平整性——例如熱交換器或設備外殼上的 ETFE、PTFE、PFA、聚氨酯或聚對二甲苯。

雷射點焊部件

電極或電綫通常由多個零件組成。在焊接組件之前,可以使用短時點焊將這些單件固定在正確的位置。

只有透過這種組裝過程,您才能確保達到嚴格的幾何形狀公差而不變形。由此也簡化了組裝,因為零件在沒有較大的力作用的情況下即可固定在一起。

雷射燒蝕減小壁厚

透過雷射燒蝕,可減小聚合物軟管的壁厚,以在局部獲得更大的柔性,從而獲得最佳的流速

典型的應用領域是用於導管和內窺鏡的多腔管

雷射標注序列號

創新的雷射打標可實現高對比度、永久和無腐蝕性的標記,這些標記在各種不同材料上都易於辨識。

由此可將連續的批號和系列名稱添加到單個零件和設備上,以便在生產和物流中更快、更方便地識別和跟蹤它們。

創建個性化圖案

如果設備部件需要特殊的圖案,則通常進行衝壓或使用化學方法進行蝕刻。這些方法在技術上的要求很高,並且會造成高時間和成本消耗。

用雷射加工微材料雷射燒蝕是一種高效的替代方案,能夠可靠地獲得精確的結果。雷射切割只需要在控制系統軟體中進行程式更改。然後,您就可以快速、精準地以最高質量執行任意數量的重複

電子領域的雷射應用

當切割帶有聚合物載體材料的感應器(如柔性缐路板 PCB)時,雷射可為您提供最大的幾何形狀自由度。正是這種靈活性,使得缐路板能夠摺叠並放置在小型緊湊外殼中,例如起搏器電子設備或柔性內窺鏡的相機和感應系統。隨後,用於進行切割的雷射器也可以用於序列號的雷射標注。

瞭解我們的客戶 Miethke 如何利用 TRUMPF 雷射器製造神經外科植入物

如果想獲得優良品質,則必須採購那些能夠締造優良品質的優質產品。正因於此,我們才直接求助於 TRUMPF。

Jörg Knebel
品質管理部門主管,Christoph Miethke GmbH & Co. KG

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我們將向您展示如何從使用雷射應用技術中受益。寫信給我們或立即預約我們的雷射應用中心(LAC),以便直接在現場加工您的樣件。

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我們為您的植入式醫療設備生產提供合適的解決方案

作為世界領先的工業雷射器供應商,我們瞭解您面臨的挑戰,並保證為您的醫療產品的開發和生產找到正確的解決方案。

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在 3D 製造中,自動化多軸系統通常用於切割、焊接或表面處理。這些系統可以與光纖雷射機、碟片式雷射機和超短脈衝雷射機組合和配置。

雷射雕刻機

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