激光快速精确地去除聚合物线绝缘

许多医疗设备应用需要从小直径线剥离聚合物的外层，并且激光非常适合于此任务。

激光剥离是一种非常可重复且易于自动化的非接触过程。激光器可以选择性地除去绝缘层或绝缘区域。与化学基汽提方法相比，激光汽提更安全，清洁剂，更便宜，更可持续。

细直径导线用于心律管理、神经刺激和射频消融的各种设备。这种导线通常涂有一层绝缘聚合物，必须将其分段去除，以暴露底层的金属导体。这些钢丝的直径正在减小，使得其他剥离方法不可行。与此同时，剥离要求正变得越来越复杂。在某些情况下，必须有选择地从电线的两端以及中间部分拆除绝缘。

在剥离过程中，激光过程不会对金属丝施加物理力，因此直径小至50微米的精致金属丝都可以剥离。用一束聚焦的激光束(直径约25微米)通过小镜检流系统将绝缘材料去除。用电流计，激光点的位置是完全可编程在X轴和Y轴。

这使得能够高度定制的材料去除，因此可以根据需要除去绝缘部分或绝缘部分。通过调用预编程的食谱可以在飞行中进行对要剥离的区域的大小和位置的变化。

通过两种方法之一除去材料：消融或切割和剥离。当聚合物吸收光能并且蒸发时，消融方法只需从电线中除去所有材料。激光器不会影响绝缘下方的电线，因为去除绝缘所需的功率水平远低于将损坏金属线的功率水平。可以通过选择由聚合物容易吸收的激光波长来增强该优点，而是通过电线反射。

切割和剥离方法并不总是可能的。通过这种方法，激光器在绝缘中制造一系列螺旋切口，该绝缘将其从电线机械地释放。然后可以通过自动或手动装置除去绝缘层。如果循环时间是关键的并且可以接受后，可以接受这一点。

激光与手动

与用于去除绝缘材料的手动工艺相比，激光剥离提供了许多优点。

最常见的手动过程涉及将每根电线浸入溶剂中一定的时间，然后用锋利的刀片刮掉任何剩余的材料。使用此过程几乎没有保证质量和重复性。

从手工流程到自动化流程的转变增加了过程控制，确保了质量并增加了吞吐量。

例如，一家大型医疗器械公司最近从手动过程转变为激光方法，用于生产用于血管内介入装置的不锈钢导线。大约和人发薄，电线涂有有机材料，使其兼容于人。必须从微观金属芯线剥离该有机涂层，以便能够连接到导线的远端。

激光方法一致，并精确地将涂层从电线中剥离。激光比手动方法更少于操作员依赖性。此外，激光只需几秒钟即可完成，而先前的过程需要大约8分钟。吞吐量上升了250％，产量额外增加。

为工作的正确激光

许多不同的激光器可用于电线剥离，取决于特定的线径，绝缘材料（聚酰亚胺，PeBax，聚对苯二甲酸乙二醇酯，尼龙和含氟聚合物）和特征要求。每个材料，线径和剥离要求都有合适的激光器。

密封的co.₂应始终首先考虑激光。波长为10,604纳米，合作社₂激光容易被每个聚合物吸收，因此无论使用哪种绝缘材料，它将在一定程度上工作。另外，合作社₂激光不容易被金属吸收，所以当所有的绝缘被拆除，激光击中裸露的电线，它的影响很小的时间相对较长。这提供了一个大的加工窗口，并确保剥离过程将完成建立的公差，无论绝缘厚度。此外，CO₂激光是每瓦的功率美元最具成本效益。

然而，由于通过热劣化除去材料，因为如果线径小，则热输入可能是一个问题。这可能会扭曲或甚至切割电线，或者可以过热绝缘，引起变色和毛刺形成。（毛刺在材料凸起或升高时发生。毛刺可以显着增加导线的整体外径。）

如果是CO.₂由于热输入控制的原因，激光不能使用，接下来应该考虑纳秒激光，特别是波长为355或532纳米的激光。纳秒激光器产生约20纳秒的光脉冲，用比一氧化碳少得多的热量去除绝缘₂激光。它可以在较小的直径线上使用，或者在较少或没有毛刺必须定义清除边缘的位置。

355或532纳米波长的选择取决于绝缘材料。355纳米波长被更多的聚合物更好地吸收。如果公司₂激光被比作着大型氧乙炔吹电炬，纳秒激光器类似于较小，更精细的割炬，这可能用于完成乳头Brûlée。（在1,070纳米波长的波长下操作的光纤激光器，同时通过大多数线材绝缘材料吸收不充分吸收，因此很少用于剥离应用。）

当需要极端质量或最小的热量输入时，需要考虑的选项是超短脉冲皮秒和飞秒激光器。这两个激光家庭产生极短尖端的脉冲宽度（10^-12二）和飞秒（10^-15第二）。脉冲很短，即该材料没有时间从过程区域进入周围材料的时间。

这种所谓的“冷加工”使得最佳的质量结果，但如此高质量的水平以陡峭的价格出现。超短脉冲激光器的成本约为25倍₂激光和大约535或532纳米波长激光器的大约五倍。它们可能适用于非常高的价值产品或具有极薄的线（50微米直径）的那些，需要非常精细的控制。