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醫(yī)療器械

激光焊接在醫(yī)療器械制造中的應(yīng)用

星之球激光 來源:塑料商情2012-08-27 我要評論(0 )   

在塑料材料在 醫(yī)療器械 領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的今天,新型的塑料生產(chǎn)及加工工藝層出不窮, 激光焊接 作為其中的一種,受到行業(yè)的廣泛關(guān)注。本文介紹塑料激光焊接的原理、工藝及...

       在塑料材料在醫(yī)療器械領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的今天,新型的塑料生產(chǎn)及加工工藝層出不窮,激光焊接作為其中的一種,受到行業(yè)的廣泛關(guān)注。本文介紹塑料激光焊接的原理、工藝及在醫(yī)療器械行業(yè)的應(yīng)用。 
         
        塑料焊接原理 
         
        在熱塑性塑料的焊接過程中,兩個待焊塑料零件用夾緊夾具夾在一起,其中的一個塑料件能使激光穿透,而另一個塑料件能吸收激光的能量。激光束通過上層的透光材料到達焊接平面,然后被下層材料吸收。激光能量被吸收使得下層材料溫度升高,熔化上層和下層的塑料,最后凝固成牢固的焊縫。 
         
        塑料激光焊接的優(yōu)點在于,它是一種非接觸式的焊接方法,激光的能量只是作用于非常小的焊接區(qū)域,極大地減小了工件的熱應(yīng)力及振動對工件的破壞。 
         
        塑料激光焊接的方法主要有:輪廓焊接、同步焊接、準同步焊接、放射狀焊接及Globol焊接等。 

Phonak阻垢器 


 
針頭防護產(chǎn)品

        輪廓焊接 
         
        顧名思義,輪廓焊接就是使激光沿著工件的焊接線移動,將需要焊接的塑料層熔化并粘結(jié)在一起;有些時候,也可以固定激光的位置,移動或旋轉(zhuǎn)工件來達到焊接目的。 
         
        同步焊接 
         
        同步焊接首先根據(jù)焊接區(qū)域形狀定制相應(yīng)的激光頭,要求焊接區(qū)域形狀一般都是對稱的,比如圓形。同步焊接的激光束來源于多個二極管激光束,它們同時作用于焊接區(qū)域的輪廓線上熔化焊接區(qū)域達到焊接效果。同步焊接的缺陷在于它的#p#分頁標題#e#鏡頭必須要根據(jù)工件的焊接區(qū)域形狀進行定制。 
         
        掩模焊接 
         
        掩模焊接需要制作一個可以反射或者吸收激光的模板。模板用來定位焊接區(qū)域,激光透過模板熔化焊接區(qū)域達到焊接效果。掩模焊接的優(yōu)點在于它的靈活性,模板可以根據(jù)焊接區(qū)域的形狀進行更改,同時,這種焊接方法也適用于高精密焊接,其精密度可以達到微米級。

    

 化驗分析

        Globo焊接 
         
        瑞士萊丹(Leister)公司專利的焊接工藝。Globo焊接是沿著產(chǎn)品的輪廓線進行焊接的。激光束經(jīng)由氣墊式,可無摩擦任意滾動的玻璃球點狀式的聚焦于焊接界面,該玻璃球不僅僅進行聚焦而且也充當機械夾緊夾具。當該球在表面上滾動時,為接合面提供了持續(xù)壓力。這就確保了在激光加熱材料的同時有壓力夾緊。該玻璃球取代了機械夾具,同時擴大了激光焊接在連續(xù)三維焊接中的應(yīng)用范圍。 
         
        塑料焊接在醫(yī)療器械上的應(yīng)用 
         
        在醫(yī)療器械領(lǐng)域,塑料激光焊接主要應(yīng)用于注射系統(tǒng)、醫(yī)療電子設(shè)備、各種人造移植及造口產(chǎn)品等等。 
         
        一個有意思的應(yīng)用是使用激光焊接Phonak耳垢防護器,整個耳垢防護器的大小只有幾個毫米,我們需要將一個隔膜焊接到一個大約3毫米大小的墊圈上。隔膜對激光輻射是透明的,而墊圈則采用熱塑材料制成,可以吸收激光輻射。要實現(xiàn)如此微小工件的焊接,我們采用了適用于高精密焊接的掩模焊接方法。 
         
        塑料激光焊接工藝還在一些其他的高端醫(yī)療產(chǎn)品上有廣泛應(yīng)用,比如,人造瘺護理產(chǎn)品及針尖保護帽等等。在人造瘺護理產(chǎn)品中,我們采用的是Globo焊接工藝。而在針尖保護帽的焊接中,我們采用的是同步焊接工藝。 

 生物芯片及微流道

        塑料激光焊接在生物醫(yī)療分析儀器中也有廣泛應(yīng)用。生物醫(yī)療分析儀器通常要求無菌,不能有任何化學(xué)物質(zhì)參雜等等。而傳統(tǒng)的采用膠水粘連方式可能會將化學(xué)物質(zhì)帶入分析儀器,從而影響精度。摩擦焊接等其他方式則在加工過程中會產(chǎn)生粉塵或溢出物,這也會對儀器產(chǎn)生污染。而激光焊接作為一種非接觸式焊接方法,特別適用這類產(chǎn)品的生產(chǎn)。塑料激光焊接加工過程中熱影響范圍小,因此也適用于熱敏感的材料的焊接,比如表面有蛋白質(zhì)涂層的生物芯片的焊接。#p#分頁標題#e# 
         
        生物醫(yī)療分析儀器最好的例子是液體分析芯片,這種芯片含有微流道系統(tǒng),用來采集及分析液體物質(zhì)。通常流道只有幾厘米長,可能有幾十微米到幾百微米寬,其寬高比都小于1。流道承受的壓力通常有幾帕。這些微流道通常由很薄的塑料片構(gòu)成,其厚度可能從幾毫米到20微米不等。要對如此精密的產(chǎn)品進行焊接,掩模焊接是最好的方法。采用掩模焊接后,只要使用比較低質(zhì)量的二極管激光就可以完成焊接,從而節(jié)省大量投資。另外,采用掩模焊接也可以大幅提高生產(chǎn)效率。 
         
        塑料激光焊接工藝在醫(yī)療器械上的使用遠不止上述幾種應(yīng)用,塑料激光焊接工藝正被越來越多的醫(yī)療器械廠家采用,它的應(yīng)用前景將非常光明。

 

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