與金屬焊接不同的是塑料激光焊接需要的激光功率要小。
瞻望未來
醫(yī)療行業(yè)是人類發(fā)展而且需要優(yōu)先發(fā)展的事業(yè),關系個整個人類及社會的健康發(fā)展,因此,醫(yī)療器械技術產 品的發(fā)展也促進了產品出產設備的技術提高,特別是像激光焊接加工設備這樣的裝備,因為出產質量越來越 嚴格,我們在應用激光焊接設備時,也城要對其功率,速度,頻率等進行參數設置,才能焊接出合格的產品 ,同時,激光除了應用于產業(yè)設備焊接外,還大量應用于激光切割打標等處理,這些都是得益于激光加工速 度快,精密度高,無污染,無輻射等長處,而且激光本身還能直接應用了醫(yī)療服務。為盡可能降低本錢,這些部件多數為塑料制品。為能吸收激光射束,接合兩個不同部件時一般情況下必需將透明部件放在上方,位于 下方的部件具備吸收能力。提高前輩的激光焊接技術可以實現(xiàn)球囊頭端和管體的無縫連接,使球囊導管在彎曲而狹窄 的病變血管中推進時暢通無阻,對血管的損傷降至最小,操縱過程更加安全。
4、微流控部件
借助掩模焊接原理可精確穩(wěn)固地焊接微流控部件。激光焊接技術的引進有利于進 一步縮小球囊擴張導管尖端外徑。
微流控部件
5、配藥系統(tǒng)
“給藥系統(tǒng)”或藥品配料系統(tǒng)可匡助患者持續(xù)用藥。因為直接用于 患者,因此衛(wèi)生方面要求極高,而且集成的微通道直徑位于 >10微米 區(qū)域,焊縫必需絕對完全無顆粒。其越來越小巧的結構更加便于攜帶。
耳垢防護器
Phonak新型“智能護衛(wèi)”的耳垢防護中,采用的方法是在微小的墊圈上焊接了一種極薄的具有高彈性的隔 膜,它能有效地隔斷耳垢進入助聽器,此類焊接技術是瑞士萊丹科技公司開發(fā)的激光掩膜焊接工藝使這一高 精度的連接工藝成為可能。
3、添加吸收劑(進步能激光的吸收率)
吸收劑的應用是塑料激光焊接工藝中非常重要的工藝。能夠被激光焊接的塑料均屬于熱塑性塑料。當今典型的ITE助聽器只有 小指尖那樣大小。
2、塑料工件材料
熱塑性塑料包含無定形塑料和半晶性塑料。此處的兩個接合部件-外殼和罩蓋-均為透明。
整個耳垢防護器的大小只有幾個毫米,需要將一個隔膜焊接到一個大約3mm大小 的墊圈上,墊圈采用熱塑材料制成。
通常理想的吸收劑是碳黑,碳黑能夠將紅外波長的激光能量基本全部吸收,從而大大進步塑料的熱吸收效果 ,使得熱作用區(qū)的材料融化得更快、效果更好。半導體激光器投資本錢小,體積小,效率高。焊接激光功率越大,塑料件上的熱作用區(qū) 就越大、越深,將導致材料過熱、變形、甚至損壞。半導體激光器的激光焊接機波長一般是 808~980μm。其組件必需承受高達 4 bar 的內部壓力。
分析儀器
圖中的部件在中國研發(fā),用于血液分析。借助 激光焊接技術可知足這些要求。
一般向熱作用區(qū)塑料中添加吸收劑可以達到目的。
4、其他參數
與金屬焊接不同,塑料激光焊接需要的激光功率并不是越大越好。
四、在醫(yī)療器械領域中的應用
跟著塑料材料在醫(yī)療器械領域廣泛應用,新型的塑料出產及加工工藝也層出不窮,激光焊接作為其中的一種 ,因其無污染、非接觸性、無縫連接等長處受到該行業(yè)的廣泛關注。因此在實際的焊接過程開始之前 ,作為激光束吸收器置于兩個部件的焊縫上。光束處于近紅外區(qū)域,并且光束波長在400~1,100 μm,可以通過光纖傳輸,在這個范圍內的激光束可以被大多數的塑料所吸收。讓塑料融化需要使塑料件吸收足夠的激光能量。一些其他顏色的染料,也能夠起到相同的吸收光波的效果。二極管激光焊接系統(tǒng)緊湊,并 且激光器還可以達到更高級別的功率。塑料激光焊接的本質是將熱作用區(qū)的待焊接塑料融化 ,隨后冷卻天然實現(xiàn)塑料件的接合。
1、球囊導管
球囊導管激光焊接是使用激光作為能量來源的紅外線焊接,可以使用激光束直接射到吸收激光的塑料表面, 使塑料熔化實現(xiàn)焊接。由于兩個部件均為透明設計,所以對焊 接工藝有著特殊要求。但是所有助聽器都面對著一個大題目:耳道內產生的耳蠟(也稱耳垢)對聲音輸出區(qū)域造 成污染。
2、耳垢防護器
助聽器越來越趨于小型化,從而為用戶提供更小、更恬靜、肉眼不可見的助聽器。
3、分析儀器
分析儀器通常配備有設計為一次性使用的特定部件。焊接激光功率越大,塑料件上的熱作用區(qū)就越大、 越深,將導致材料過熱、變形、甚至損壞,由此應該根據需要融化的深度公道選擇激光功率。為了保證助聽器可以施展其可靠功能,有必要在其聲音輸出的位置提供防護措施。通道幾何外形會保持原樣,避免熔化物流入僅200微米的 狹窄通道。
塑料激光焊接技術對被焊接塑料的要求為:在熱作用區(qū)內的材料,要求對激光光波的吸收性好;不屬于熱作 用區(qū)部門的材料,則要求對光波的透過性好,尤其在對兩件薄塑料件進行疊焊時更是如斯。理論上,所有熱塑性 塑料都能夠被激光焊接。此處將選用輪廓焊接工藝。
醫(yī)療器械上原則是不答應有任何添加劑加上去的,因而在醫(yī)療塑料材料選擇中都比較嚴格,所在我們在看到 內置醫(yī)療產品的塑料材料一般都比較高檔高端,價格也比較高,便宜確實沒好貨,特殊除外。 1、激光的波長
塑料焊接過程中常用的是二極管激光器或半導體激光器。應該根據需要融化的深度來激光焊接機選擇激光功率。
塑料激光焊接的速度比較快,一般得到1mm厚焊縫的焊接速度可達20m/min;而采用高功率的CO2激光器 焊接塑料薄膜,最高速度可以達到750m/min。
添加吸收劑的方法有三種:
⑴、直接向待焊接材料中滲透吸收劑,這樣應該將滲過吸收劑的塑料件放在下面,而把沒有滲吸收劑的塑料 件放在上面,讓激光光波通過;
⑵、向塑料件待焊接的表面滲吸收劑,這樣只有被滲透滲出了吸收劑的一部門塑料將成為熱作用區(qū)而被融化;
⑶、在兩塊待焊接塑料件的接觸處噴涂上或者印刷上吸收劑。例如Rowe Pump 泵是一臺純物理驅動的泵,可設置不同的泵送劑量。激光的波長可以根據特殊要求來設計。