血管支架微孔結(jié)構(gòu)激光切割工藝介紹

    血管支架是指在管腔球囊擴(kuò)張成形的基礎(chǔ)上,在病變段置入內(nèi)支架以達(dá)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(nèi)支架還具有預(yù)防再狹窄的作用。主要分為冠脈支架、腦血管支架、腎動(dòng)脈支架、大動(dòng)脈支架等。

      支架切割質(zhì)量主要是看切割尺寸精度的高低和切割表面質(zhì)量的好壞,切割表面質(zhì)量包括:切口寬度,切口表面粗糙度,熱影響區(qū)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(zhì)量的因素很多,主要因素可以分為三類:

a.被加工對(duì)象特性(材料、形狀、尺寸、表面狀態(tài)等);

b.加工系統(tǒng)本身的性能(機(jī)械系統(tǒng)精度、工作臺(tái)的振動(dòng)等)和光的影響(波長(zhǎng)、輸出功率、光束模式、光束形狀、直徑、發(fā)散角、焦距、焦點(diǎn)位置、焦深、光斑直徑等);

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

      血管支架微孔結(jié)構(gòu)激光切割工藝具體延伸有5大特點(diǎn):

1,激光切割對(duì)醫(yī)用薄壁管材的要求:制作支架用原料一般為醫(yī)用薄壁金屬管材,采用無縫管以保證材料的一致性與連貫性.金屬材質(zhì)可以為316LVM醫(yī)用不銹鋼、鈷鉻合金或鎳鈦形狀記憶合金.支架作為三類醫(yī)療器械,除了要考慮材料化學(xué)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(tǒng) :目前用于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(duì)于血管支架這類微細(xì)器件,切縫寬度越細(xì)越好,因此為了獲得高的功率密度和精細(xì)切口,要求聚焦光斑直徑小.

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

4.激光切割時(shí)氣流與噴嘴的影響 :支架切割采用氧助融化切割,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(zhì)量的另一個(gè)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(guān),當(dāng)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(shí),隨著氧氣流速的繼續(xù)增加,切割速度不再增加,當(dāng)氧氣流速超過某一極限時(shí),由于冷卻效應(yīng),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范圍,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(qū)大.通過正交試驗(yàn)法,選擇最適宜的切割速度為2.5～3.0mm/s。

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