血管支架微孔結構激光切割工藝介紹

血管支架是指在管腔球囊擴張成形的基礎上,在病變段置入內支架以達到支撐狹窄閉塞段血管,減少血管彈性回縮及再塑形,保持管腔血流通暢的目的。部分內支架還具有預防再狹窄的作用。主要分為冠脈支架、腦血管支架、腎動脈支架、大動脈支架等。

支架切割質量主要是看切割尺寸精度的高低和切割表面質量的好壞,切割表面質量包括:切口寬度,切口表面粗糙度,熱影響區的寬度和切口斷面的波紋以及切口斷面或下表面掛渣情況.影響支架切割質量的因素很多,主要因素可以分為三類:

a.被加工對象特性(材料、形狀、尺寸、表面狀態等);

b.加工系統本身的性能(機械系統精度、工作台的振動等)和光的影響(波長、輸出功率、光束模式、光束形狀、直徑、發散角、焦距、焦點位置、焦深、光斑直徑等);

c.加工工藝參數(材料的進給速度、精度,輔助氣體參數,噴嘴的形狀和孔尺寸,激光切割路徑的設置等)

血管支架微孔結構激光切割工藝具體延伸有5大特點:

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激光切割對醫用薄壁管材的要求:製作支架用原料一般為醫用薄壁金屬管材,採用無縫管以保證材料的一致性與連貫性.金屬材質可以為316LVM醫用不鏽鋼、鈷鉻合金或鎳鈦形狀記憶合金.支架作為三類醫療器械,除了要考慮材料化學成分的均勻性,還要考慮其尺寸要求和形狀要求,如管材的直徑、壁厚和各尺寸偏差、直線度、圓柱度、同軸度等。

2

激光加工系統 :目前用於金屬血管支架切割的激光有納秒激光(如Nd∶YAG激光、水刀激光)和飛秒激光.對於血管支架這類微細器件,切縫寬度越細越好,因此為了獲得高的功率密度和精細切口,要求聚焦光斑直徑小。

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切割路徑的設計:切割路徑的設計 Nd∶YAG激光雖然具有較高的精度,但對 於支架這類微小器械在沿被加工管材長度方向引起的誤差不可忽視.由於累積誤差,沿支架軸向支架桿的寬度變化太大會使支架喪失支撐作用,因此支架的切割路徑設計很重要,良好的切割路徑要能補償這種誤差,同時使切割造成的熱影響最小而不降低其力學性能,最好不以減小切割效率為代價。

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激光切割時氣流與噴嘴的影響 :支架切割採用氧助融化切割,氧氣的純度為 99.95%,壓力為0.3～0.6MPa.激光切割中氣流具有提供部分切割能量。

5

激光切割速度的選擇 切割速度是影響切縫質量的另一個重要因素,氧助激光切割速度與激光功率密度、氧氣流速和切口寬度相關,當保持激光功率密度不變,隨著氧氣流速的增加,切割速度增加;但到了某一最佳值時,隨著氧氣流速的繼續增加,切割速度不再增加,當氧氣流速超過某一極限時,由於冷卻效應,切割速度又開始降低.氧氣流速不變,激光功率密度越大,則切割速度越快.在一定切割條件下,有一合理的切割速度範圍,切割速度過高,切口清渣不盡,甚至切不透;切割速度太低,則材料過燒,切口寬度和熱影響區大.通過正交試驗法,選擇最適宜的切割速度為2.5～3.0mm/s。

來源：光粒網

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