의료 기기 분야의 레이저 용접 적용
Jan 02, 2024
레이저 용접 기술은 기존 용접 기술의 한계를 효과적으로 극복할 수 있어 의료 및 보건 분야에서도 널리 사용되고 있습니다. 이 응용 분야는 제조 공정에서 높은 청결도에 대한 엄격한 요구 사항을 갖고 있으므로 레이저 용접 기술은 이러한 요구 사항을 충족합니다. . 일반적으로 사용되는 다른 용접 기술과 비교하여 레이저 용접 기술은 용접 슬래그 및 잔해물이 거의 발생하지 않으며 용접 공정 중 접착제를 첨가할 필요가 없으므로 전체 용접 작업을 클린룸에서 완료할 수 있습니다.
레이저 용접 기술의 추가로 의료기기의 발전이 크게 촉진되었습니다. 예를 들어, 능동 이식형 의료 기기의 쉘 포장과 심장 스텐트의 방사선 불투과성 마킹은 모두 레이저 용접의 사용과 불가분의 관계입니다.
능동형 이식형 의료기기
심박조율기, 이식형 심전계, 신경자극기(척수자극기, 심부뇌자극기, 이식형 달팽이관 이식 등) 등 이식형 의료전자기기는 인체 내부에 사용되어 신체의 생리를 관리하고 치료하는 심장박동, 만성질환 등의 질환 통증, 파킨슨병 또는 심각한 청각 장애. 지난 10년 동안 환자의 삶의 질을 향상시키기 위해 이식형 의료 전자 장치의 사용이 두 자릿수 비율로 증가했습니다.

이러한 이식형 전자 장치는 일반적으로 에너지를 제공하는 마이크로 전자 회로와 배터리로 구성됩니다. 마이크로 전자 회로와 배터리를 보호하려면 금속 케이스에 밀봉하고 포장해야 합니다. 씰이 손실되면 체액이 금속 포장재에 직접 침투하여 마이크로 전자 회로의 단락 오류를 일으키고 환자의 생명을 위험에 빠뜨릴 수 있습니다.
레이저 용접 기술은 이식형 의료기기에 가장 일반적으로 사용되는 연결 및 밀봉 기술입니다. 이식형 의료기기의 금속 쉘은 일반적으로 티타늄과 티타늄 합금을 사용합니다. 그러나 티타늄은 고온에서 수소, 산소, 질소를 흡수하는 능력이 강합니다. 따라서 레이저 용접 공정은 불활성 가스 밀봉 환경에서 수행되어야 합니다.
레이저 용접에서 레이저 에너지의 제어는 용접 품질에 중요한 역할을 합니다. 레이저를 금속 표면에 조사하면 처음에는 레이저 에너지의 60~80%가 반사됩니다. 온도가 증가함에 따라 금속의 레이저 에너지 흡수율은 점차 증가합니다. 끓는점에 도달하면 거의 90%의 에너지를 흡수할 수 있습니다.
패시브 의료 장비
능동형 이식형 의료 장비에는 레이저 용접 공정의 밀봉에 대한 요구 사항이 매우 엄격합니다. 가장 일반적으로 사용되는 미세 누출 감지 방법은 헬륨 질량 분석법입니다. 군사 표준 MIL-STD-883(1014)는 정밀한 누출 감지 방법을 규정합니다. 패시브 의료 장비에 레이저 용접을 적용하는 것은 주로 연결용으로, 작은 부품을 정밀하게 용접할 수 있습니다.
심장 스텐트
관상동맥 스텐트라고도 알려진 심장 스텐트는 심장 중재 수술에 일반적으로 사용되는 의료 기기로 동맥과 혈관을 차단하는 기능을 가지고 있습니다. 주요 재료는 스테인레스 스틸, 니켈-티타늄 합금 또는 코발트-크롬 합금입니다.
심장 스텐트가 목적지까지 전달되는 과정에서 스텐트 양쪽 끝에 있는 방사선 불투과성 요소를 통해 스텐트의 흔적과 확장 상태를 명확하게 볼 수 있습니다. 방사선 불투과성 마커는 금, 탄탈륨, 백금, 이리듐과 같은 귀금속으로 만들 수 있으며 마커는 리벳팅이 가능합니다. 이 성형 공정에서는 최소 스폿 직경 4{1}}μm(0.04mm)의 레이저를 사용하여 디스크 모양의 마커를 특수 구멍에 용접합니다.



위내시경 생검 겸자
의료에 사용되는 위내시경 생검 겸자는 환자의 신체 깊숙이 침투해야 하기 때문에 생검 겸자에 대한 품질 요구사항이 매우 엄격합니다. 생검 겸자의 각 구성 요소는 일정한 인장 강도와 외관이 양호해야 하며, 특히 표면에 Burr 등이 있어서는 안 됩니다.

이전의 생산 및 가공 공정에서는 위내시경 생검 겸자 선단을 리벳팅, 저항 용접 등으로 결합시켰습니다. 리벳팅 방식을 사용하면 천자총 표면에 버(burr) 및 기타 결함이 남게 되며, 저항 용접으로 인해 많은 손상을 일으키는 부품. 큰 변형은 펑크 건의 실제 적용에 영향을 미칩니다. 그러나 레이저 용접 기술은 비접촉 가공, 좁은 열 영향 범위, 고효율 및 높은 가공 정확도의 특성을 가지고 있습니다. 의료 분야에서 흠집이 없고, 홈이 없고, 주름이 없고, 이음새가 없는 도구를 구현할 수 있습니다. 버(Burr) 및 균열 없는 용접 요구 사항.

레이저 용접 기술의 도입으로 의료기기는 더욱 소형화되고, 간편해지고, 편리해졌습니다. 레이저 용접 외에도 레이저 클리닝, 레이저 절단, 레이저 드릴링 및 레이저 미세 가공과 같은 다른 레이저 가공 기술도 의료 기기 제조에 큰 잠재력을 가지고 있습니다.











