新型激光焊接技術(shù)增加了醫(yī)療器械塑料激光焊接的能力

激光塑料焊接在醫(yī)療應用中越來越受歡迎，因為它可以可靠地連接各種材料，包括不同的材料。同時，該過程不使用振動能量，因此可以輕柔地粘合具有薄壁、幾何復雜形狀和嵌入式電子設(shè)備或傳感器的塑料部件。同時，它可以提供A級光潔度。激光焊接非常適合制造需要狹窄、無顆粒流體通道的醫(yī)療產(chǎn)品。因此，它通常用于制造藥物輸送設(shè)備、體外診斷 (IVD) 設(shè)備、血糖監(jiān)測儀、胰島素泵和類似應用。

傳統(tǒng)上，將兩個塑料部件焊接在一起時，其中一個部件必須是“透明的”或“可透射的”，這樣才能讓激光通過而不會引起發(fā)熱；然后另一部分必須是“暗的”或“吸收性的”才能被激光加熱。這確保了所施加的激光能量將選擇性地加熱吸收部件的焊接區(qū)。在那里，熱量軟化了兩個零件的配合邊緣，讓它們在壓縮力下聚集在一起，形成一個干凈、無顆粒的焊接組件。

這種新的“透明對透明”激光工藝通過在激光焊接前用生物相容性激光吸收劑處理兩個“透明”配合零件之一，克服了傳統(tǒng)的透射/吸收零件限制。吸收劑由懸浮在載體流體（如異丙醇或丙酮）中的顏料染料或炭黑微粒組成。

吸收劑可以在成型前以母料的形式添加到樹脂中，使用移印應用于成型部件，或者為了最大精度，通過超聲波噴涂應用于單個部件。

噴霧沉積依賴于超聲波霧化器，可將吸收激光的染料精確地沉積在其中一個配合部件上，從而形成薄至 0.5 毫米的噴霧圖案。

當使用正確的超聲波頻率和噴霧模式沉積時，載液基本上會閃掉，在熱塑性塑料表面留下精確的激光吸收顆粒圖案，尺寸為一微米或更小。在焊接過程中，激光能量被這些粒子吸收并消耗掉，釋放熱量，熱量通過配合部件的焊接區(qū)，然后在壓縮力下粘合在一起。

典型的目標包括舌槽接頭的內(nèi)表面和配合部件之一上的“雙 V”接頭的內(nèi)表面。將吸收劑精確地放置在像這樣的封閉接頭內(nèi)，聚焦產(chǎn)生零件到零件熔化所需的激光產(chǎn)生的熱量，并創(chuàng)建一個包含熔化處理區(qū)域的“閃蒸阱”，將其與附近的任何微流體流動路徑隔離開來。

這種塑料激光焊接的新方法可靠地產(chǎn)生復雜的流體路徑，同時在亞毫米流路節(jié)距中保持卓越的縱橫比。這種精度對于微流體部件至關(guān)重要，這些部件必須可靠地粘合，同時沿極小的流動路徑保持一致的尺寸。

激光焊接的好處：激光焊接為產(chǎn)品組裝操作提供了一系列重要的好處，包括：

優(yōu)越的審美。為了美觀，制造商越來越多地使用激光焊接，因為它們精確且無毛邊。焊縫幾乎不可見。

更大的零件設(shè)計自由度。傳統(tǒng)的塑料焊接方法通常需要平面零件，但激光發(fā)射波導可以精確地符合復雜的零件幾何形狀，讓激光焊接零件設(shè)計，最大限度地提高美學或功能性能。激光焊接還讓設(shè)計人員可以使用多個反射隔間或嵌入復雜的電子設(shè)備、傳感器或照明設(shè)備（例如有機發(fā)光二極管 (OLED)），從而產(chǎn)生更引人注目、品牌差異化的設(shè)計。

優(yōu)良的焊接質(zhì)量。激光焊接不需要摩擦、振動或移動。激光發(fā)射波導可以精確地貼合即使是復雜的零件，以確保在整個焊接界面上快速均勻地熔化。留下一個均勻、始終如一的堅固焊接接頭，具有精確的熔體塌陷深度和完美的零件對齊。

低機械應力。最新的激光焊接機可以管理超低的夾緊力，在不引入機械應力的情況下連接精細和更大的零件。這消除了對零件進行退火和減少材料應力的需要。

超潔凈。激光焊接不會產(chǎn)生閃光或微粒。這是一個適用于潔凈室的過程，在任何生產(chǎn)車間都同樣適用。

強大的多功能性。激光焊接技術(shù)可以粘接多種聚合物材料，包括 PC、PA、PS、ABS、彈性體（TPU、TPE）、PP HDPE、LDPE、PETG、PBT、PPS、PMMA、PEEK、COC 等。