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光纤激光器在医疗制造领域开辟新天地

导读: 数十年来,激光器在开发和生产医疗设备方面一直是一种完善的工具。和在其它产业应用领域一样,光纤激光器目前在医疗设备领域所占据的市场份额正显著扩大。

  数十年来,激光器在开发和生产医疗设备方面一直是一种完善的工具。和在其它产业应用领域一样,光纤激光器目前在医疗设备领域所占据的市场份额正显著扩大。就微创外科和微型移植而言,大多数下一代产品在体积上变得更小,需要对极敏感材料做加工,而激光技术是满足未来需求的理想解决方案。

  图1所示的焊接、切割、雕刻或打标工艺中,光纤激光器适用于其中绝大多数领域。开发和生产医疗设备时,存在三种不同类型的光纤激光器:连续波调制、脉冲/调Q以及主振荡功率放大器(MOPA)配置。

  精密激光焊接

  激光可以对金属、玻璃和聚合物实施高强度的、氦气密封的焊接,而激光焊接接头可以用于高温消毒,从而无需第二次精整加工就可以呈现出无孔隙表面——这对于生物兼容部件来说甚为关键。优异的激光束质量、较高的脉间稳定性以及灵活的脉冲整形都是在生物兼容性合金上产生优质接缝和点焊的前提条件。

  多年来,人们使用闪光灯泵浦Nd:YAG 激光器能够很好地满足了这些需求。现今,光纤激光器开始进入某些特殊的应用。直到最近,脉冲峰值功率较低的光纤激光器在某些焊接应用中仍存在弊端;而连续波光纤激光器主要用于要求高产量、窄接缝、深熔焊的应用,以及由于冶金原因而需要连续波操作的应用。脉冲Nd:YAG激光器在要求低产量至中等产量(特别是对于人工焊接系统)、光斑大小超过0.1毫米(从而连接更大的接缝),或需要加工高反射材料(要求较高的峰值功率)的应用中,能发挥很好的作用。

  连续波(调制)光纤激光器必须聚焦于极其细小的光斑,以获得足够的功率密度来进行深度的锁孔焊接。这要求零件极为合适(几乎不能存有间隙),光束定位比普通焊接操作中所要求的更为精确。为了克服这一问题,必须扩大焊池,同时保持足够的功率密度。有一种灵活的方式是通过振镜以几毫秒的速度来振荡或摆动激光束。

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