在電氣工程和醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域,塑料激光焊接機技術(shù)正以突飛猛進的勢頭廣泛運用,且數(shù)以萬計的專業(yè)人士直接應(yīng)用于對人體進行治療和診斷程序,以及醫(yī)療器械的制造。當然,較高可靠性以及強大的功能性激光系統(tǒng)也在塑料醫(yī)療器械組件的連接上有著良好應(yīng)用。
那么,這些塑料激光焊接設(shè)備的功能性如何?其原理又是如何運作的?
塑料器材是諸多制造業(yè)的理想用料:它們易成型、易清洗、重量輕、高溫滅菌等優(yōu)質(zhì)特性非常適合眾多領(lǐng)域的使用。迄今為止連接兩個注塑成型的塑料部件的常見方式為化學(xué)反應(yīng)、熱效應(yīng)或機械技術(shù)來完成,這取決于產(chǎn)品的后期應(yīng)用和對視覺美觀度的不同需求。然而,在惡劣或敏感條件下連接塑料部件是巨大的挑戰(zhàn)。由于各種因素影響,周圍材料性質(zhì)有可能發(fā)生變化,當對塑料部件連接品質(zhì)要求很高,連接處必須非常堅固且潔凈,無粉塵和化學(xué)物質(zhì)時,塑料激光焊接技術(shù)優(yōu)勢就顯非常突出。塑料激光焊接技術(shù)憑借高可靠性,高速度,高精度且柔性加工、焊縫美觀的諸多優(yōu)勢,搶占大部分塑料器件加工應(yīng)用市場,是醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的重要加工方式。
塑料激光焊接的原理尤為簡單, 激光束穿透上層透光材料,到達下部的吸光材料表面,將激光光能轉(zhuǎn)變成熱能,使其表面熔化,同時熱量也以傳導(dǎo)方式,從底面?zhèn)鬟f到與其壓接的上層透光工件的接觸面上,使其融化,從而實現(xiàn)激光熱熔焊接。這一點在焊接過程中通過各種質(zhì)量控制方法得到了海量驗證。窄焊縫冷卻后,就會與材料本身的強度保持一致。
通過塑料激光焊接的方式可以產(chǎn)生與材料本身強度幾乎相同的焊縫且不產(chǎn)生碎屑或粉塵,無需引入任何化學(xué)物質(zhì)或其他添加劑。整個加工過程潔凈度高。焊縫從零點幾毫米到幾毫米且密封性良好。特別是當需要精細、美觀的焊縫結(jié)構(gòu)時,塑料激光焊接無疑是最理想的技術(shù)。
例如,焊接胰島素裝置或起搏器等電子元件的外殼。導(dǎo)管或銷釘?shù)膱A柱形部件,也可以用激光精確而可靠地焊接,用于診斷程序的墨盒和微流體也可以輕松應(yīng)對。而另外一個優(yōu)勢是焊縫具有與材料本身相同的生物相容性。承受高壓的塑料閥門的各個部件也可以用激光焊接得很好,很穩(wěn)定?;跀?shù)控以及精準的激光束,系統(tǒng)可輕松焊接任意幾何形狀。
由于醫(yī)療器械使用的獨特性,它的生產(chǎn)要求更加精細精密,醫(yī)療器械通常要求無菌,不能含有任何化學(xué)物質(zhì)摻雜在里面,而傳統(tǒng)的采用粘膠水的方式可能將化學(xué)物質(zhì)帶入分析儀器,從而影響精度。摩擦焊接等其他焊接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。而塑料激光焊接與其他常用的焊接技術(shù)相比,塑料激光焊接技術(shù)幾乎不產(chǎn)生焊渣和碎屑,而且焊接過程中更不需要添加任何粘合劑,因而可在潔凈室中完成整個焊接工作。塑料激光焊接技術(shù)的加入大大地促進了醫(yī)療器械的發(fā)展。
塑料激光焊接技術(shù)本身的優(yōu)勢,是精密領(lǐng)域中連接塑料部件的首選工藝。潔凈,無毛刺,強度高,可靠的塑料部件焊接在生產(chǎn)過程中不會改變材料屬性。由于可用的焊接工藝類型繁多,因此該技術(shù)可用于加工各種產(chǎn)品:從狹窄的導(dǎo)管到耐壓閥再到大型電子器件外殼。完全可追溯性確保了生產(chǎn)工藝的高可靠性,這使得塑料激光焊接成為醫(yī)學(xué)工程中眾多應(yīng)用中首選的連接技術(shù)。
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