355-nm-Laser-Abisolieren von Drähten für die Herstellung von Medizinprodukten
Dec 19 , 2022
Die Verwendung von Laserlicht zum Entfernen von Isolier- oder Beschichtungsschichten von elektrischen Kabeln, Kathetern und anderen medizinischen Geräten ist heute die Norm. Dies ist verständlich, da die Verwendung eines Laser-Stripping-Prozesses für die Herstellung medizinischer Geräte viele Vorteile bietet. Das Wichtigste ist die dem Prozess inhärente hochgradig wiederholbare Qualität. Bei der Verwendung eines CO₂-Lasers zum Ablösen der Polymerisolierung, beispielsweise von einem Drahtleiter, wird die Laserenergie leicht von der Isolierung absorbiert, aber stark von dem darunter liegenden Metallleiter reflektiert. Da der Leiter das Laserlicht reflektiert, besteht keine Gefahr, dass er beim Abisolierprozess beschädigt wird. Beim Laserabisolieren gibt es keine Grenzen, wie klein ein Draht abisoliert werden kann, und unabhängig von der Drahtgröße besteht keine Gefahr einer Beschädigung des Leiters.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Laserabisoliermaschinen runde, unrunde, flache Bänder oder jede andere Draht- oder Kabelform abisolieren können. Abisoliergeometrien umfassen Endabisolierung, Fensterabisolierung, Schlitzen oder komplettes Flächenabtragen. Das Verfahren ist zudem sehr benutzerfreundlich. Im Gegensatz zu mechanischen Abisolierverfahren müssen keine Klingen gewechselt oder Verbrauchsmaterialien ausgetauscht werden. Der Prozess ist berührungslos, daher gibt es keine Wartungs- oder Verschleißteile, die häufig ausgetauscht werden müssen.
Auch Laser Stripping Maschinen sind sehr vielseitig. Es gibt viele verschiedene Lasertypen auf dem Markt, die jeweils eine andere Wellenlänge haben. Die Idee ist, einen Laser mit einer Wellenlänge und Leistung auszuwählen, die von der Schicht, die Sie entfernen (abstreifen) möchten, leicht absorbiert wird, aber von der darunter liegenden Schicht stark reflektiert wird.
Laser-Stripper können in einem halbautomatischen Prozess verwendet werden, bei dem der Bediener das zu entfernende Material der Maschine präsentiert. Dies wird normalerweise zum Abisolieren der Enden verwendet und kann für einzelne Enden oder eine Charge auf einmal verwendet werden. Darüber hinaus kann der Laserstripper auch vollständig mit einer nachgeschalteten Cut & Strip-Maschine integriert werden, um in einem vollautomatischen Prozess zu messen, zu schneiden und zu strippen.
Bei der Herstellung medizinischer Geräte ist die Auswahl der richtigen Drähte und Kabel für die jeweilige Aufgabe und deren ordnungsgemäße Verarbeitung von äußerster Wichtigkeit. In einigen Fällen kann es für einen Patienten den Unterschied zwischen Leben und Tod bedeuten. Das Laser-Drahtabisolieren kann eine qualitativ hochwertigere Verarbeitung für verschiedene medizinische Anwendungen gewährleisten.
Katheter werden verwendet, um eine medizinische Sonde oder ein medizinisches Gerät zum gewünschten Gewebe zu führen. Höchste Anforderungen werden an die Reduzierung der Verdrahtungsgröße gestellt, um die Manövrierfähigkeit zu verbessern und die Funktionalität zu erhöhen. Zu den typischen Anwendungen gehören die HF-Ablation, bei der der Katheter mehrere Leiter trägt, einschließlich einer Reihe von Thermoelementen, sowie das HF-Ablationssignal. Diese feine Verdrahtung wird in der Regel entweder unter Verwendung von Emailbeschichtungen (z. B. Polyimid) oder biokompatiblen Fluorpolymeren hergestellt.
Kleinere Drähte, wie sie in Kathetern verwendet werden, können leicht geknickt werden, wenn herkömmliche mechanische Abisoliermethoden verwendet werden. Da der Leiter jedoch den Laser reflektiert, sorgt das Laser-Drahtabisolieren selbst bei kleinsten Drähten für ein 100 % einkerbungsfreies Abisolieren.
Diese flexiblen, federartigen Elektroden stellen aufgrund ihrer Fluorpolymerbeschichtungen und ihrer Hitzeempfindlichkeit während der Bearbeitung besondere Herausforderungen an die Laserablation. Diese Herausforderungen können jedoch durch die Auswahl des richtigen Lasers und der richtigen Verarbeitungstechnik überwunden werden, was das Laser-Stripping zu einer praktikablen Option macht.
Medizinische Elektrowerkzeuge, wie z. B. Bohrer in der Gehirnchirurgie, müssen ein Höchstmaß an Qualität und Zuverlässigkeit aufweisen. Herkömmliches mechanisches Bürsten und Schleifen von emaillierten Motorwicklungen kann gefährliche Partikel in das Endprodukt einbringen. Laser Stripping bietet eine saubere Alternative.
Das Hypotube ist ein langes Metallrohr mit mikrotechnischen Merkmalen entlang seiner Länge. Es ist eine entscheidende Komponente von minimal-invasiven Kathetern, die in Verbindung mit Ballons und Stents verwendet werden, um verstopfte Arterien zu öffnen. Der Ballonteil des Katheters ist am Kopf des Hypotubes befestigt. Bei der Herstellung solcher Vorrichtungen ist es notwendig, einen Teil der extrudierten Beschichtung (wie z. B. Verbindungen auf PTFE-, ETFE- oder Nylonbasis) zu entfernen. Die Laserentfernung erweist sich gegenüber traditionelleren klingenbasierten Methoden vor allem aufgrund der Fähigkeit, den Prozess zu automatisieren, als beliebt.
Einzelleiter mit kleinem Durchmesser sind in medizinischen Geräten weit verbreitet, egal ob sie in einem über einen Katheter gelieferten Gerät oder in einem Cochlea-Implantat oder Hörgerät zu finden sind. Mit Laser Stripping können Drähte bis zu 50 AWG und kleiner ohne Beschädigung des Leiters abisoliert werden.
Flache Mikrokoaxialbandkabel sind in einer großen Anzahl von Verbindungen für medizinische Geräte zu finden. Ein klassisches Beispiel ist das Ultraschallkabel. Hochfrequenzsignale mit hoher Dichte müssen mit möglichst flexiblen Kabeln übertragen werden, was sehr kleine Leitergrößen in Mikro-Koax-Bändern mit hoher Dichte vorschreibt. Auch hier garantiert das Laserabisolieren Qualitätsergebnisse bei diesen kleinen Kabeln.
Der Markt für die Herstellung medizinischer Geräte erfordert sehr hochwertige Prozesse in Verbindung mit immer komplexeren und empfindlicheren Verdrahtungssystemen. Das Laser-Drahtabisolieren kann viele der Herausforderungen der Branche meistern und wird auch weiterhin die Methode der Wahl sein, da sich kleinere und empfindlichere medizinische Geräte weiterentwickeln.
