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塑料激光焊接在医疗器械中的应用

本文摘要:在塑料材料在医疗器械领域广泛应用的今天,新型的塑料生产及加工工艺层出不穷,激光焊作为其中的一种,受到行业的普遍注目。本文讲解塑料激光焊的原理、工艺及在医疗器械行业的应用于。 塑料焊原理 在热塑性塑料的焊过程中,两个待焊接塑料零件用夹紧夹具垫在一起,其中的一个塑料件能使激光击穿,而另一个塑料件能吸收激光的能量。激光束通过上层的透明材料抵达焊平面,然后被下层材料吸取。激光能量被吸取使得下层材料温度增高,熔融上层和下层的塑料,最后凝结成稳固的焊缝。

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在塑料材料在医疗器械领域广泛应用的今天,新型的塑料生产及加工工艺层出不穷,激光焊作为其中的一种,受到行业的普遍注目。本文讲解塑料激光焊的原理、工艺及在医疗器械行业的应用于。

  塑料焊原理  在热塑性塑料的焊过程中,两个待焊接塑料零件用夹紧夹具垫在一起,其中的一个塑料件能使激光击穿,而另一个塑料件能吸收激光的能量。激光束通过上层的透明材料抵达焊平面,然后被下层材料吸取。激光能量被吸取使得下层材料温度增高,熔融上层和下层的塑料,最后凝结成稳固的焊缝。

焊原理图  塑料激光焊的优点在于,它是一种非接触式的焊方法,激光的能量只是起到于十分小的焊区域,很大地增大了工件的热应力及振动对工件的毁坏。  塑料激光焊的方法主要有:轮廓焊、实时焊、定实时焊、放射状焊及Globol焊等。  轮廓焊  顾名思义,轮廓焊就是使激光沿着工件的焊线移动,将必须焊的塑料层熔融并粘合在一起;有些时候,也可以相同激光的方位,移动或转动工件来超过焊目的。  实时焊  实时焊首先根据焊区域形状自定义适当的激光头,拒绝焊区域形状一般都是平面的,比如圆形。

实时焊的激光束源于多个二极管激光束,它们同时起到于焊区域的轮廓线上熔融焊区域超过焊效果。实时焊的缺失在于它的镜头必需要根据工件的焊区域形状展开自定义。  掩模焊  掩模焊必须制作一个可以光线或者吸取激光的模板。

模板用来定位焊区域,激光利用模板熔融焊区域超过焊效果。掩模焊的优点在于它的灵活性,模板可以根据焊区域的形状展开变更,同时,这种焊方法也限于于高精密焊,其精密度可以超过微米级。  Globo焊  瑞士莱丹(Leister)公司专利的焊工艺。

Globo焊是沿着产品的轮廓线展开焊的。激光束经由气垫式,可无摩擦给定滑动的玻璃球点状式的探讨于焊界面,该玻璃球某种程度展开探讨而且也当作机械夹紧夹具。当该球在表面上滑动时,为接合面获取了持续压力。这就保证了在激光冷却材料的同时有压力夹紧。

该玻璃球代替了机械夹具,同时不断扩大了激光焊在倒数三维焊中的应用于范围。  塑料焊在医疗器械上的应用于  在医疗器械领域,塑料激光焊主要应用于静脉注射系统、医疗电子设备、各种人造重制及造口产品等等。  一个有意思的应用于是用于激光焊Phonak耳垢防水器,整个耳垢防水器的大小只有几个毫米,我们必须将一个隔膜焊到一个约3毫米大小的垫圈上。

隔膜对激光辐射是半透明的,而垫圈则使用热塑材料做成,可以吸取激光辐射。要构建如此微小工件的焊,我们使用了限于于高精密焊的掩模焊方法。  塑料激光焊工艺还在一些其他的高端医疗产品上有广泛应用,比如,人造瘘护理产品及针尖维护帽等等。在人造瘘护理产品中,我们使用的是Globo焊工艺。

而在针尖维护帽的焊中,我们使用的是实时焊工艺。  塑料激光焊在生物医疗分析仪器中也有广泛应用。生物医疗分析仪器一般来说拒绝无菌,无法有任何化学物质都有著等等。

而传统的使用胶水黏附方式可能会将化学物质带进分析仪器,从而影响精度。摩擦焊等其他方式则在加工过程中不会产生粉尘或阻塞物,这也不会对仪器产生污染。而激光焊作为一种非接触式焊方法,尤其限于这类产品的生产。

塑料激光焊加工过程中热影响范围小,因此也限于于热脆弱的材料的焊,比如表面有蛋白质涂层的生物芯片的焊。  生物医疗分析仪器最差的例子是液体分析芯片,这种芯片所含微流道系统,用来收集及分析液体物质。一般来说流道只有几厘米宽,有可能有几十微米到几百微米长,其宽高比都大于1。

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流道忍受的压力一般来说有几帕。这些微流道一般来说由外壳的塑料片包含,其厚度有可能从几毫米到20微米平均。要对如此仪器的产品展开焊,掩模焊是最差的方法。

使用掩模焊后,只要用于较为低质量的二极管激光就可以已完成焊,从而节省大量投资。另外,使用掩模焊也可以大幅提高生产效率。

  塑料激光焊工艺在医疗器械上的用于远不止上述几种应用于,塑料激光焊工艺于是以被更加多的医疗器械厂家使用,它的应用于前景将十分光明。


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