การประยุกต์ใช้การเชื่อมด้วยเลเซอร์ในสาขาอุปกรณ์การแพทย์
Jan 02, 2024
เทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถทำลายข้อจำกัดของเทคโนโลยีการเชื่อมแบบดั้งเดิมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในทางการแพทย์และการดูแลสุขภาพ เนื่องจากสาขาการใช้งานนี้มีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับความสะอาดสูงในกระบวนการผลิต เทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์จึงสามารถตอบสนองความต้องการได้ . เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีการเชื่อมอื่นๆ ที่ใช้กันทั่วไป เทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์แทบไม่มีตะกรันและเศษจากการเชื่อม และไม่จำเป็นต้องเติมกาวใดๆ ในระหว่างกระบวนการเชื่อม ดังนั้นงานเชื่อมทั้งหมดจึงเสร็จสิ้นได้ในห้องสะอาด
การเพิ่มเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์ได้ส่งเสริมการพัฒนาอุปกรณ์ทางการแพทย์อย่างมาก ตัวอย่างเช่น บรรจุภัณฑ์แบบเปลือกของอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ฝังได้และเครื่องหมายรังสีของขดลวดหัวใจ ล้วนแยกออกจากการใช้การเชื่อมด้วยเลเซอร์ไม่ได้
อุปกรณ์การแพทย์แบบฝังที่ใช้งานอยู่
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางการแพทย์แบบฝัง เช่น เครื่องกระตุ้นหัวใจ เครื่องตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจแบบฝัง และเครื่องกระตุ้นประสาท (เครื่องกระตุ้นไขสันหลัง เครื่องกระตุ้นสมองส่วนลึก และประสาทหูเทียมแบบฝัง ฯลฯ) ถูกนำมาใช้ภายในร่างกายมนุษย์เพื่อจัดการและรักษาสรีรวิทยาของร่างกาย สภาวะต่างๆ เช่น จังหวะการเต้นของหัวใจ เรื้อรัง ความเจ็บปวด โรคพาร์กินสัน หรืออาการหูหนวกอย่างรุนแรง ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา การใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางการแพทย์แบบฝังได้เติบโตขึ้นในอัตราเลขสองหลักเพื่อให้ผู้ป่วยมีคุณภาพชีวิตที่ดีขึ้น
โดยทั่วไปอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบฝังเหล่านี้ประกอบด้วยวงจรไมโครอิเล็กทรอนิกส์และแบตเตอรี่ที่ให้พลังงาน เพื่อป้องกันวงจรไมโครอิเล็กทรอนิกส์และแบตเตอรี่ จำเป็นต้องปิดผนึกและบรรจุในปลอกโลหะ หากซีลหายไป ของเหลวในร่างกายสามารถทะลุเข้าไปในบรรจุภัณฑ์โลหะได้โดยตรง ทำให้เกิดการลัดวงจรของวงจรไมโครอิเล็กทรอนิกส์ และเป็นอันตรายต่อชีวิตของผู้ป่วย
เทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นเทคโนโลยีการเชื่อมต่อและการปิดผนึกที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์แบบฝัง เปลือกโลหะของอุปกรณ์การแพทย์แบบฝังโดยทั่วไปจะใช้ไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียม อย่างไรก็ตาม ไทเทเนียมมีความสามารถที่แข็งแกร่งในการดูดซับไฮโดรเจน ออกซิเจน และไนโตรเจนที่อุณหภูมิสูง ดังนั้น กระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์จึงต้องดำเนินการในสภาพแวดล้อมที่ปิดสนิทด้วยก๊าซเฉื่อย
ในการเชื่อมด้วยเลเซอร์ การควบคุมพลังงานเลเซอร์มีบทบาทสำคัญในคุณภาพการเชื่อม เมื่อเลเซอร์ฉายรังสีพื้นผิวโลหะ พลังงานเลเซอร์ 60% ถึง 80% จะถูกสะท้อนในตอนแรก เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น อัตราการดูดซับพลังงานเลเซอร์ของโลหะจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น เมื่อถึงจุดเดือดจะสามารถดูดซับพลังงานได้เกือบ 90%
อุปกรณ์ทางการแพทย์แบบพาสซีฟ
อุปกรณ์ทางการแพทย์แบบฝังแบบแอคทีฟมีข้อกำหนดที่เข้มงวดมากสำหรับการปิดผนึกกระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์ วิธีการตรวจจับการรั่วไหลแบบละเอียดที่ใช้กันมากที่สุดคือ แมสสเปกโตรเมตรีฮีเลียม มาตรฐานทางการทหาร MIL-STD-883 (1014) กำหนดวิธีการตรวจจับการรั่วไหลอย่างละเอียด การประยุกต์ใช้การเชื่อมด้วยเลเซอร์ในอุปกรณ์ทางการแพทย์แบบพาสซีฟส่วนใหญ่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อ ซึ่งสามารถเชื่อมชิ้นส่วนขนาดเล็กได้อย่างแม่นยำ
การใส่ขดลวดหัวใจ
การใส่ขดลวดหัวใจหรือที่เรียกว่าการใส่ขดลวดหลอดเลือดหัวใจเป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ใช้กันทั่วไปในการผ่าตัดรักษาหัวใจและมีหน้าที่ในการปลดบล็อกหลอดเลือดแดงและหลอดเลือด วัสดุหลักคือสแตนเลส โลหะผสมนิกเกิล-ไทเทเนียม หรือโลหะผสมโคบอลต์-โครเมียม
ในระหว่างกระบวนการใส่ขดลวดหัวใจถูกส่งไปยังจุดหมายปลายทาง องค์ประกอบเรดิโอแพคที่ปลายทั้งสองข้างของขดลวดสามารถมองเห็นร่องรอยและสถานะการขยายตัวได้อย่างชัดเจน เครื่องหมายกัมมันตภาพรังสีสามารถทำจากโลหะมีค่า เช่น ทอง แทนทาลัม แพลทินัม และอิริเดียม และเครื่องหมายสามารถโลดโผนได้ กระบวนการขึ้นรูปนี้สามารถใช้เลเซอร์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงขั้นต่ำ 40μm (0.04 มม.) ถึง เชื่อมเครื่องหมายรูปแผ่นดิสก์เข้ากับรูพิเศษ
คีมตรวจชิ้นเนื้อ Gastroscopy
คีมตรวจชิ้นเนื้อที่ใช้ในการรักษาทางการแพทย์จำเป็นต้องเจาะลึกเข้าไปในร่างกายของผู้ป่วย ดังนั้นข้อกำหนดด้านคุณภาพสำหรับคีมตรวจชิ้นเนื้อจึงเข้มงวดมาก ส่วนประกอบแต่ละส่วนของคีมตัดชิ้นเนื้อต้องมีความต้านทานแรงดึงและรูปลักษณ์ที่ดี โดยเฉพาะพื้นผิวที่ไม่อนุญาตให้มีครีบ เป็นต้น
ในกระบวนการผลิตและการประมวลผลก่อนหน้านี้ ส่วนหน้าของคีมตรวจชิ้นเนื้อ gastroscope ถูกรวมเข้าด้วยกันโดยการโลดโผน การเชื่อมด้วยความต้านทาน ฯลฯ วิธีการโลดโผนจะทิ้งครีบและข้อบกพร่องอื่น ๆ ไว้บนพื้นผิวของปืนเจาะ และการเชื่อมด้วยความต้านทานก็จะทำให้เกิด ชิ้นส่วนสร้างความเสียหายได้มาก การเสียรูปขนาดใหญ่ส่งผลต่อการใช้งานจริงของปืนเจาะ อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์มีลักษณะของการประมวลผลแบบไม่สัมผัส ช่วงอิทธิพลความร้อนที่แคบ ประสิทธิภาพสูง และความแม่นยำในการประมวลผลสูง สามารถรับรู้ถึงเครื่องมือที่ไร้ที่ติ ไร้ร่อง ไร้รอยยับ และไร้รอยต่อในวงการแพทย์ ข้อกำหนดในการเชื่อมแบบไร้เสี้ยนและรอยร้าว
การเปิดตัวเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์ทำให้อุปกรณ์ทางการแพทย์มีขนาดเล็กลง เรียบง่ายขึ้น และสะดวกสบายยิ่งขึ้น นอกเหนือจากการเชื่อมด้วยเลเซอร์แล้ว เทคโนโลยีการประมวลผลด้วยเลเซอร์อื่นๆ ยังมีศักยภาพอย่างมากในการผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์ เช่น การทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ การตัดด้วยเลเซอร์ การเจาะด้วยเลเซอร์ และการตัดเฉือนด้วยเลเซอร์ขนาดเล็ก
ศูนย์ผลิตภัณฑ์
เครื่องเชื่อมเลเซอร์
เครื่องเลเซอร์ 3 ใน 1
แพลตฟอร์มการเชื่อมด้วยเลเซอร์
การเชื่อมด้วยเลเซอร์ด้วยหุ่นยนต์
