Новости
Пикосекундные и фемтосекундные лазеры: будущее маркировки UDI и микрообработки при производстве
В сфере производства медицинских изделий такие требования, как возможность отслеживания продукции, сохранение структурной целостности и соблюдение нормативных стандартов, являются обязательными.
В соответствии с международными нормами, такими как требования FDA к уникальной идентификации медицинских изделий (UDI), производители обязаны наносить долговечные, высококонтрастные и устойчивые к коррозии маркировочные обозначения на самые разные изделия
— от хирургических инструментов до имплантатов.
Традиционные методы лазерной маркировки (например, с использованием наносекундных или волоконных лазеров) часто приводят к избыточному нагреву чувствительных компонентов, что вызывает появление микротрещин, поверхностной коррозии и изменение свойств материала.
Лазеры со сверхкороткими импульсами (USP) — в частности, пикосекундные (10⁻¹² с) и фемтосекундные (10⁻¹⁵ с) — произвели революцию в медицинском производстве благодаря технологии «холодной» лазерной обработки.
Передавая высокую энергию сверхкороткими импульсами, эти лазеры испаряют материал до того, как тепло успеет распространиться, что исключает термическое повреждение хрупких медицинских изделий.
1. Маркировка UDI и отслеживаемость медицинских имплантатов и хирургических инструментов
Согласно международным медицинским стандартам, маркировка, наносимая непосредственно на изделие (DPM), должна выдерживать многократные циклы стерилизации без ухудшения качества и без выделения вредных веществ в организм человека.
USP-лазеры обеспечивают выполнение этих требований с исключительной точностью.
Черная маркировка хирургических инструментов из нержавеющей стали и титана
Пикосекундные и фемтосекундные лазеры формируют наноструктуры на поверхности хирургических ножниц, зажимов и скальпелей.
Эта технология изменяет характеристики поглощения света, создавая глубокую матово-черную маркировку без использования пигментов или химических красителей.
Полученная маркировка не дает бликов в операционной и сохраняет контрастность даже после сотен циклов стерилизации в автоклаве и процедур пассивации, не подвергаясь коррозии.
Маркировка стентов из нитинола и ортопедических имплантатов без риска коррозии
Имплантаты из нитинола, титановых сплавов или полиэфирэфиркетона (PEEK) требуют наличия гладкой поверхности без трещин для предотвращения усталостного разрушения и размножения бактерий внутри организма.
Фемтосекундные лазеры позволяют наносить идентификационные обозначения микронного размера без образования зон термического влияния (ЗТВ), микротрещин или заусенцев, полностью сохраняя усталостную прочность и биосовместимость изделия.
Маркировка полимерных изделий и катетеров
При работе с деликатными медицинскими пластиками (например, внутрисосудистыми катетерами, трубками для внутривенных систем и картриджами для подачи лекарств) сверхкороткие импульсы разрывают молекулярные связи посредством фотохимической абляции, а не термического плавления.
Это позволяет наносить четкую микромаркировку, не вызывая образования микропор или выделения токсичных химических веществ.
2. Микрообработка для микрофлюидики и биочипов
Помимо выполнения простой маркировки, лазеры сверхкоротких импульсов (USP-лазеры) позволяют осуществлять микрообработку с субмикронной точностью,
что необходимо для создания устройств нового поколения для диагностики *in vitro* (IVD) и экспресс-диагностики по месту лечения (POCT).
Формирование каналов в устройствах типа «лаборатория на чипе»
Микрофлюидные чипы, применяемые для секвенирования ДНК, сортировки клеток и адресной доставки лекарств, требуют создания прецизионных микроканалов и портов для ввода/вывода жидкостей.
Фемтосекундные лазеры позволяют выполнять прямую запись и микроабляцию на стекле, кварце и полимерах, обеспечивая чистоту обработки и отсутствие заусенцев на краях.
Создание функциональной текстуры поверхностиЛазеры сверхкоротких импульсов позволяют формировать на поверхности биочипов гидрофобные или гидрофильные структуры, управляя движением жидкости на клеточном уровне без нанесения дополнительных химических покрытий.
Пикосекундные или фемтосекундные лазеры: выбор подходящего USP-лазера для медицинского производства
Выбор оптимального лазера зависит от требований к материалу, целевых показателей точности и бюджета.
Показатель эффективности | Пикосекундный лазер (10⁻¹² с) | Фемтосекундный лазер (10⁻¹⁵ с) |
Зона термического влияния (ЗТВ) | Чрезвычайно минималистичный | Практически нулевой (метод холодной обработки) |
Основные области применения в медицине | Нанесение черной маркировки на сталь/титан, травление полимерных катетеров | Высокоточная маркировка нитиноловых стентов, стеклянные и полимерные микрофлюидные системы |
Качество и гладкость кромки | Высокое качество; подходит для большинства промышленных UDI. | Сверхвысокая точность субмикронного уровня; отсутствие заусенцев и микротрещин. |
Окупаемость инвестиций и стоимость оборудования | Экономически эффективное решение; идеально подходит для высокопроизводительных линий маркировки UDI. | Более высокие первоначальные затраты; оптимально для критически важных задач или требований высокой точности. |
-
Sep 21, 2026УФ-лазерная резка пикосекундными импульсами: революционное решение для прецизионной обработки графитовых листов
-
Sep 11, 2026Прецизионное микросверление керамических и ферритовых индуктивных компонентов: преимущества «
-
Sep 09, 2026Фемтосекундные лазеры в производстве систем CGM: движущая сила следующей революции в непрерывном
-
Какие меры предосторожности необходимо соблюдать при работе с лазерным маркиратором?
1. Категорически запрещается включать блок питания лазера и блок питания с модуляцией добротности без воды или при нарушении циркуляции воды.
2. Блок питания с модуляцией добротности не должен работать без нагрузки (т.е. выходной контакт блока питания с модуляцией добротности должен быть оставлен плавающим).
3. В случае возникновения каких-либо ненормальных явлений сначала выключите гальванометр и выключатель с ключом, а затем проведите проверку.
4. Запрещается включать другие компоненты до включения криптоновой лампы во избежание попадания высокого напряжения и повреждения компонентов.
5. Следите за тем, чтобы выходной контакт (анод) блока питания лазера оставался подвешенным во избежание искрения и пробоя другими электроприборами.
6. Поддерживайте чистоту внутренней циркулирующей воды. Регулярно очищайте резервуар для воды и заполняйте его чистой деионизированной или чистой водой.
-
Что делать, если интенсивность лазерного луча снизилась и маркировка стала недостаточно четкой?
1. Выключите аппарат и проверьте, изменился ли лазерный резонатор; отрегулируйте линзу резонатора. Добейтесь наилучшего светового пятна на выходе;
2. Акустооптический кристалл смещен или выходная энергия акустооптического источника питания слишком низкая;
Отрегулируйте положение аудиовизуального кристалла или увеличьте рабочий ток аудиовизуального источника питания;
3. Лазерный луч, попадающий в гальванометр, отклоняется от центра: отрегулируйте лазер;
4. Если ток отрегулирован примерно на 20 А, но светочувствительность по-прежнему недостаточна: криптоновая лампа стареет. Замените ее на новую.
-
Как обслуживать станок для УФ-лазерной резки?
1. Необходимо регулярно проводить уборку ежедневно, удаляя мусор со столешницы, ограничителей и направляющих, а также смазывая направляющие смазочным маслом.
2. Необходимо регулярно очищать контейнер для сбора отходов, чтобы предотвратить засорение выпускного отверстия излишками отходов.
3. Очищайте чиллер каждые 15 дней, сливая всю воду из него и заполняя его чистой водой.
4. Отражатель и фокусирующую линзу следует протирать специальным чистящим раствором каждые 6–8 часов.
При протирке используйте ватный диск или ватную палочку, смоченную в чистящем растворе, и протирайте фокусирующую линзу от центра к краю против часовой стрелки.
При этом будьте осторожны, чтобы не поцарапать линзу.
5. Условия в помещении могут повлиять на срок службы устройства, особенно в условиях повышенной влажности и запыленности.
Влажная среда склонна вызывать ржавчину на отражающих линзах, а также легко может привести к коротким замыканиям, разрядам и искрению бархатного лазера.
-
Какие несчастные случаи могут быть вызваны лазерным излучением при использовании лазерного рез
(1) Пожар возник из-за контакта лазера с легковоспламеняющимися материалами.
Всем известно, что мощность лазерных генераторов очень высока, особенно если речь идёт о мощных лазерных режущих станках, температура излучаемого лазером лазера чрезвычайно высока. Вероятность возникновения пожара при контакте лазерного луча с легковоспламеняющимися предметами очень высока.
(2) Во время работы станка могут выделяться вредные газы.
Например, при резке кислородом происходит химическая реакция с режущим материалом, в результате которой образуются неизвестные химические вещества, мелкодисперсные частицы и другие примеси. Попадая в организм человека, кислород может вызывать аллергические реакции или дискомфорт в лёгких и других дыхательных путях. При выполнении работ следует принимать меры предосторожности.
(3) Прямое воздействие лазера на организм человека может быть вредным.
Вред, наносимый лазерами человеческому организму, в основном включает повреждения глаз и кожи. Среди вреда, наносимого лазерами, повреждение глаз является наиболее серьёзным. Более того, повреждение глаз является необратимым. Поэтому при выполнении домашнего задания необходимо уделять внимание защите глаз.
-
Каков диаметр сфокусированного пятна наносекундного, пикосекундного и фемтосекундного лазера?
Наносекунда: диаметр светового пятна составляет 0,5–1 мм.
Пикосекунда: диаметр сфокусированного пятна составляет около 0,02 мм.
Фемтосекунда: под воздействием лазерного луча с высокой частотой повторения 100–200 кГц и очень короткой длительностью импульса 10 пс
диаметр сфокусированного пятна составляет всего 0,003 мм.
-
Каковы основные области применения станков для УФ-лазерной резки?
Станок для лазерной резки с ультрафиолетовым излучением (УФ) может использоваться для резки и разделения печатных плат.
Он может точно резать и формовать различные типы печатных плат с V-образными и штампованными отверстиями, а также с вырезами и крышками.
Он также может использоваться для разделения корпусных печатных плат и обычных гладких плат.
Он подходит для резки различных типов подложек печатных плат, таких как керамические подложки, гибко-жёсткие платы, FR4, печатные платы, гибкие печатные платы, модули распознавания отпечатков пальцев, защитные плёнки, композитные материалы, медные подложки, алюминиевые подложки и т. д.
-
Меры предосторожности при работе с лазерными режущими станками для обработки различных металли
Медь и латунь:
Оба материала обладают высокой отражательной способностью и отличной теплопроводностью.
Латунь толщиной менее 1 мм можно обрабатывать азотным лазером.
Можно резать медь толщиной менее 2 мм. В качестве газа для лазерной резки должен использоваться кислород.
Резка меди и латуни возможна только при наличии в системе устройства, обеспечивающего «поглощение отражения». В противном случае отражение повредит оптические компоненты.
Синтетические материалы:
К обрабатываемым синтетическим материалам относятся: термопласты, термореактивные материалы и искусственный каучук.
Алюминий:
Несмотря на высокую отражательную способность и теплопроводность, алюминиевые материалы толщиной менее 6 мм можно резать, в зависимости от типа сплава и мощности лазера.
При резке кислородом поверхность реза получается шероховатой и твёрдой.
При использовании азота поверхность реза получается гладкой.
Чистый алюминий чрезвычайно трудно резать из-за его высокой чистоты.
Резка алюминиевых материалов возможна только при установке устройства «отражение-поглощение» на систему волоконного лазера.
В противном случае отражение может повредить оптические компоненты.
-
На что следует обратить внимание при лазерной резке нержавеющей стали?
Лазерная резка нержавеющей стали требует использования кислорода при условии отсутствия окисления кромок.
Если для получения кромок без окисления и заусенцев используется азот, дальнейшая обработка не требуется.
Нанесение масляной пленки на поверхность листа обеспечит лучший эффект перфорации без снижения качества обработки.