Taktzeiten von bis zu 160 Bohren pro Sekunde mit dem Einzelstrahl
Bohrlochdurchmesser von wenigen Mikrometern
Für den Einsatz in der Medizintechnik
Präzise Lasergebohrte Vernebler zum Einsatz in der Medizintechnik
Während der Corona-Krise mussten wir feststellen, wie wichtig medizinische Vernebler für die Medizintechnik, aber auch für unser alltägliches Leben sein können.
Das Funktionsprinzip eines Membran-Verneblers basiert auf einer perforierten Membrane mit Mikrobohrungen, welche mechanisch schwingt und somit die Flüssigkeit durch die Löcher presst. Mit diesem Vorgehen werden die Medikamente so zerstäubt, dass sich die Flüssigkeit in ein Aerosol umwandelt. Je kleiner die hierbei erzeugten Aerosolpartikel sind, desto tiefer gelangen diese in die Lunge. Bei Babys und Kleinkindern ist hierzu eine Feinzerstäubung mit Partikelgrößen unter 2 µm notwendig.
Herkömmliche Verfahren, wie zum Beispiel das mechanische Mikrobohren oder das elektrochemische Bohren, kommen hierbei an ihre Grenzen, da entsprechende Präzisionsbohrungen physikalisch nicht hergestellt werden können oder der Verschleiß des Werkzeuges hoch ist.
Ein innovativer Ansatz ist deshalb die Verwendung von Lasersystemen mit ultrakurzgepulster Laserstrahlung, mit welchen abhängig von dem verwendeten Fokussierobjektiv und der Wellenlänge des Lasersystems kleinste Mikrobohrungen erzeugt werden können.
Die Größe herkömmlicher Aerosol Partikel liegt bei etwa 5 – 10 µm. Diese Partikel sind oft nicht vollständig alveolengängig, weil sie in den oberen Atemwegen abgeschieden werden. Lasergebohrte Mikrofilter können deutlich kleinere Tröpfchen < 5 µm erzeugen. Die Partikel gelangen so tiefer in die Organe, wodurch sie die Alveolen erreichen und z.B. für tiefenwirksame Inhalationstherapien geeignet sind.
Lasermikrobohrungen: Schnelle Taktzeiten, hohe Stückzahlen & skalierbare Fertigung
Bereits mit einem einzelnen Laserstrahl können schnelle Taktzeiten umgesetzt werden. So sind um die 160 Bohrlöcher mit einem Durchmesser von unter 5 µm in einer Sekunde herstellbar. Für höhere Produktionszahlen, bei denen diese Taktzeit nicht ausreicht, ist eine Erhöhung des Durchsatzes mit einer sogenannten Multistrahloptik unter Verwendung nur eines Lasersystems möglich.
Auf eine Durchsatzerhöhung zielt auch die Rolle-zu-Stück-Automation ab, bei der das Ausgangsmaterial mittels Coil in der Anlage positioniert werden kann und nach dem Bohren jeder Mikrofilter vereinzelt wird, sodass nur ein geringer manueller Handlingsaufwand notwendig ist.
Das Prinzip funktioniert nicht nur in korrosionsbeständigen Metallen wie Edelstählen, sondern kann auch zum Herstellen von Laserbohrungen in Keramiken oder Kunststoffen, die im medizinischen Umfeld eingesetzt werden, angewendet werden.
Da durch eine softwaretechnische Einstellung die Verteilung und die Form der Bohrlöcher angepasst werden können, ist die Produktion verschiedener Produkttypen mit einer Hardwarekonfiguration möglich.
Sogar die Herstellung anderer Verneblertypen kann durch den Einsatz von Lasertechnik optimiert werden. So ist es beispielsweise ebenfalls möglich, Düsen von Druckluftverneblern zu bohren.
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Ihr persönlicher ansprechpartner
Dennis Pechner
Technischer Vertrieb Laseranwendungszentrum