2-2021

Lasertechnik
Lasermarkierung von Kunststoffen in der
Medizintechnik
FOBA Laser Marking + Engraving
(ALLTEC Angewandte Laserlicht
Technologie GmbH)
www.fobalaser.com
Kunststoffe kommen in der Medizintechnik
in einer Vielzahl von
Bereichen zum Einsatz. Dabei ist
häufig eine Direkt-Beschriftung
zur Teilekennzeichnung erforderlich.
Und da eine Markierung mittels
Laser dauerhaft haltbar und in hoher
Qualität umsetzbar ist, erweist sich
die Lasermarkierung als erprobte
Methode für die Kennzeichnung von
Kunststoffanwendungen.
Geringe Kosten und hohe
Vielseitigkeit
Die Medizinindustrie verwendet
Plastik sowohl für hygienische Verbrauchsmaterialien
zum Einmalgebrauch
als auch für Implantate,
Hightech-Wearables oder Mehrweginstrumente.
Weitere Beispielanwendungen
sind Spritzen und Kanülen,
Beatmungsmasken, Hörgeräte oder
Insulinpumpen.
Kunststoff gilt aufgrund seiner
geringen Kosten und hohen Vielseitigkeit
als enorm effizient. Materialeigenschaften
wie Transparenz,
Flexibilität, geringes Gewicht und
Robustheit gegen Abnutzung sind
im medizinischen Einsatz gefragt.
In jedem Fall muss die Biokompatibilität
bei Medizinprodukten aus
Plastik berücksichtigt werden, um
die Patientengesundheit nicht zu
gefährden. Dies gilt auch für ein
Kunststoffteil, das lasermarkiert
ist. Hier darf eine mögliche Veränderung
der Materialoberfläche
nicht zu einer Emission von Schadstoffen
führen.
Rückverfolgbarkeit:
Entscheidend für die
Patientensicherheit
Neben der Biokompatibilität
ist Rückverfolgbarkeit
eine weitere Prämisse
für die Patientensicherheit.
Dies gilt insbesondere im
Falle von Produktfehlern
und -rückrufen. Aber auch
zur Rationalisierung von Verarbeitungsprozessen
über
die gesamte Herstellungskette
ist die Teileidentifikation entscheidend.
Daher sollen Markierungen
auf der Produktoberfläche
dauerhaft für Mensch und Maschine
lesbar sein.
Dies gilt vor allem, wenn ein Medizinprodukt
mehrfach verwendet und
nach jedem Gebrauch wiederaufbereitet
wird. Dann ist eine Direktmarkierung
gesetzlich vorgeschrieben
und durch die FDA bzw. MDR-
Bestimmungen geregelt. Dabei
spricht man von der eindeutigen
Produktkennzeichnung (Unique
Device Identification).
Die Anforderungen an eine UDI-
Code-Markierung können mithilfe
der geeigneten Lasertechnik für
fast jeden Kunststoff erfüllt werden.
Darüber hinaus werden Kunststoffprodukte
manchmal auch „nur“
zur Dekoration oder zur Erhöhung
der Fälschungssicherheit gekennzeichnet.
Methoden der Kunststoffmarkierung:
Vom
Aufschäumen bis zum
Materialabtrag
Abhängig von den Eigenschaften
der Kunststoffe können CO 2 -, UV-,
Faser- und andere Festkörperlaser
zur Kunststoff-Markierung eingesetzt
werden. Da die thermische Energie
des Lasers lokal und mit hoher Genauigkeit
wirkt, ist der erzielte Farbumschlag
scharf begrenzt, kontrastreich
und damit gut lesbar.
Ein weiterer Vorteil der Laserbeschriftung
ist die hohe Abriebfestigkeit:
Da die Markierung meist innerhalb
der Materialsubstanz entsteht,
bleibt die Kunststoffoberfläche glatt
und weniger angreifbar. Dies hat
nicht nur Vorteile für die Haltbarkeit
der Zeichen, sondern auch für
die Produkthygiene.
Kunststoffe absorbieren Licht
am besten im ultravioletten Bereich
(UV-Laser) und im fernen Infrarotbereich
(CO 2 -Laser). Jedoch können
durch spezielle Additive im Rohstoffmix
Kunststoffe „laseroptimiert“
werden. Dann helfen die verwendeten
Zusätze, Füllstoffe und Pigmente,
das Absorptionsverhalten
zu verbessern.
Dies führt zu optimalen Markierergebnissen
beim Einsatz bestimmter
Laser. So wird die Verwendung
der vielseitigen Faserlaser (mit einer
Wellenlänge von 1.064 nm) oder
des sichtbaren grünen Laserlichts
(532 nm) erleichtert oder sogar erst
ermöglicht.
Die durch den Laser herbeigeführten
thermischen Veränderungen
im Material erzeugen unterschiedliche
Markiereffekte: während
Farbveränderungen nach hell
oder dunkel die Oberflächenstruktur
kaum beeinflussen, kommt es
beim Schmelzen oder Verdampfen
zu Strukturveränderungen oder
Gravureffekten.
Auf dunklen Kunststoffen entsteht
meist eine Hellerfärbung, auf hellen
Kunststoffen entsteht eine Dunkelfärbung
oder – wie es bei transparenten
Materialien manchmal der
Fall ist – auch eine hellere Markierung.
Die vier Markierverfahren,
die bei der Beschriftung von Kunststoff
zu nennen sind, sind das Karbonisieren,
das Aufschäumen, der
Schichtabtrag einschließlich Tag-
Nacht-Design und die Gravur.
Mehr Details zur Markierung
von Plastik im White Paper
Weitere Informationen zur Kunststoff-Laserbeschriftung
in FOBAs
White Paper „Lasermarkierung von
Kunststoffen“, das zum kostenlosen
Download bereitsteht (siehe
Link) ◄
https://www.fobalaser.com/de/anwendungen/fallstudien/lasermarkierung-von-kunststoffen/
meditronic-journal 2/2021
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