Laserschweißen in der Medizintechnik

Ganz einfach erklärt

Beim Schweißen werden die Enden zweier Werkstücke so stark erhitzt, dass sie schmelzen. Nach dem Zusammenfügen und Aushärten der Bauteile entsteht eine äußerst feste Verbindung. Um die Energie, die für das Schmelzen der Werkstücke erforderlich ist, einzubringen, kommen unterschiedliche Verfahren infrage. Beim Laserschweißen findet hierfür ein Laser Verwendung. Dieser erzeugt einen sehr energiereichen Lichtstrahl, der sich in Wärme umwandelt, sobald er auf einen Gegenstand trifft. Besonders häufig kommt das Laserschweißen in der Medizintechnik zum Einsatz. Das liegt insbesondere daran, dass damit eine wesentlich höhere Präzision als bei anderen Schweißverfahren möglich ist.

Einsatzgebiete und Werkstoffe

In der Medizintechnik kommt das Laserschweißen häufig für Bauteile aus Titan zum Einsatz. Dieses Metall eignet sich hervorragend für Implantate. Darüber hinaus bestehen medizinische Instrumente häufig aus Edelstahl oder anderen Metallen. Auch diese Materialien lassen sich mit Laserschweißanlagenzusammenfügen. In der Medizintechnik kommt häufig das Nahtschweißen zum Einsatz, das eine hohe Dichtheit der Verbindung sicherstellt. Durch das Laserschweißen lassen sich Implantate und medizinische Gerätschaften herstellen. Das Laserschweißen eignet sich hervorragend für die winzigen Bauteile, die häufig in der Medizintechnik zum Einsatz kommen. Zum einen ist dieses Verfahren ausgesprochen präzise. Mit hochwertigen Anlagen lassen sich die Bauteilemikrometergenau zusammenfügen. Zum anderen sind die Schweißverbindungen bei diesem Verfahren ausgesprochen dicht. Das ist eine wichtige Voraussetzung für viele Anwendungen in der Medizintechnik.

Präzisionsarbeiten beim LaserschweißenBeispiel einer Laserschweißanlage für die Medizintechnik
Präzisionsarbeiten beim Laserschweißen
Beispiel einer Laserschweißanlage für die Medizintechnik

Das Laserschweißen und die Laseranlagen von ASKIAS funktionieren mit dem Einsatz verschiedener Materialarten., darunter hochlegierter Werkzeugstahl. Rost- und säurebeständiger Stahl, Gusseisen, Stahlguss, Edelstahl und Chromstahl, Kupferlegierungen, Titan, Aluminiumlegierungen sowie Pulverstähle.

Jahrelange Erfahrung beim Bau von Lasersystemen

Erfahrung auch in anderen Industriezweigen:

Über die Medizintechnik hinaus wird das Laserschweißen in unterschiedlichsten Industrien eingesetzt, darunter

  • Werkzeug- und Formenbau
  • Automotive
  • Maschinenbau
  • Luft- und Raumfahrt
  • Elektrotechnik

Vorteile und Nutzen des Verfahrens

Herausragende Präzision

Viele Medizinprodukte sind ausgesprochen klein. Spritzenröhrchen haben einen äußerst geringen Durchmesser, wiederum sind beispielsweise viele Implantate sogar nochmals deutlich kleiner. Das macht eine sehr hohe Präzision erforderlich. Das Laserschweißverfahren ist deutlich präziser als die übrigen gängigen Schweißverfahren. Der computergesteuerte Laser lässt sich genau auf die erforderliche Stelle richten. Daher stellt hierbei die Herstellung von Präzisionsgeräten kein Problem dar. Darüber hinaus entstehen bei vielen anderen Schweißverfahren deutliche Erhebungen im Bereich der Schweißnaht. Auch das ist beim Laserschweißen nicht der Fall.

Hohe Dichtheit

Bei Implantaten und medizinischen Geräten ist häufig eine absolute Dichtheit erforderlich. Sonst können beispielsweise Körperflüssigkeiten in das Gehäuseeindringen und die Funktionsweise beeinträchtigen. Mit dem Laserschweißen ist es sogar möglich, gasdichte Fügestellen zu erzeugen, die die medizinischen Produkte optimal schützen.

Geringe Wärmeeinwirkung

Beim Elektroschweißen kommt es zu einer sehr starken Wärmeeinwirkung. Dabei wird nicht nur die Schweißstelle selbst erhitzt, sondern auch weitere Bereiche des Werkstücks. Das erhöht den Energieverbrauch deutlich. Darüber hinaus kann die starke Erwärmung zu Verformungen führen und die Festigkeit der Werkstoffe beeinträchtigen. Bei filigranen Produkten aus dem Bereich der Medizintechnik kann die starke Wärmeeinwirkung bei anderen Schweißtechniken erhebliche Schäden hervorrufen. Beim Laserschweißen wirkt der Laserstrahl jedoch punktgenau ausschließlich an der Schweißstelle.

Biokompatibilität bleibt erhalten

Für Implantate und medizinisches Gerät kommen biokompatible Materialien zum Einsatz. Diese sollen die Abwehrreaktionen des Körpers möglichst gering halten. Hierfür ist es nicht nur notwendig, passende Werkstoffe zu verwenden. Darüber hinaus müssen die Oberflächen frei von Verunreinigungen sein. Bei herkömmlichen Schweißverfahren kommen häufig Schweißzusätze zum Einsatz, die die Biokompatibilität beeinträchtigen. Außerdem entsteht Schlacke, die zu Ablagerungen auf der Oberfläche der Werkstücke sorgt. Für das Laserschweißen ist jedoch in der Regel kein Schweißzusatz notwendig. Außerdem ist dieses Verfahren sehr sauber. Das führt zu einer hervorragenden Biokompatibilität.

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