醫(yī)療設(shè)備制造商可以選擇不同的塑料連接技術(shù)。根據(jù)以后的功能，可以選擇連接方法，例如膠粘技術(shù)、超聲波或震動焊接。激光塑料焊接是一種潔凈、可靠、經(jīng)濟的連接技術(shù)，通過持續(xù)的質(zhì)量監(jiān)控，可以滿足客戶的高要求。各種幾何形狀的外殼，例如精密電子元器件和微流體元件，都可以進行激光塑料焊接。

圖 1：每個試劑盒抽取一滴血液。診斷系統(tǒng)在幾分鐘后將檢查結(jié)果傳送給醫(yī)生。 完美診斷結(jié)果的先決條件是精細通道的幾何輪廓得以被精確地加工，并且沒有因添加劑或顆粒產(chǎn)生的干擾。

激光透射焊接的原理如下: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。

圖 2：激光焊接殼體：Insulet Omnipod 的血糖儀

在海量的驗證中，LPKF確定了各種塑料和顏色組合的最佳激光參數(shù)，所產(chǎn)生的焊接強度可與原材料強度保持一致。新產(chǎn)品的設(shè)計可以輕松容易地快速實現(xiàn)且焊接結(jié)果可復(fù)制，這樣縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期以及快速實現(xiàn)市場投放。

LPKF激光塑料焊接過程監(jiān)控

通過激光塑性焊接，甚至可以實現(xiàn)異形焊縫。在整個焊接過程中完善的質(zhì)量監(jiān)控，確保高質(zhì)量的生產(chǎn)。

圖 3: 激光透射焊接，塑化只發(fā)生在連接區(qū)。適度的夾持力確保了上下塑料部件之間的熱傳導(dǎo)。

LPKF系統(tǒng)的過程監(jiān)控可以監(jiān)測焊接過程，并通過分離優(yōu)劣零部件來確保高質(zhì)量的生產(chǎn)。另外，系統(tǒng)可記錄和傳輸所有參數(shù)，實現(xiàn)無縫對接和跟蹤。對于要求高的零部件，很重要的一個環(huán)節(jié)就是連接區(qū)域微結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

與振動或摩擦等技術(shù)不同，激光焊接不會產(chǎn)生任何顆粒。由于激光加工方式本身的特性不會接觸液態(tài)物質(zhì)，所以無需清洗，也無需化學(xué)添加劑。焊縫美觀。

圖 4：放大鏡下的激光焊縫

新產(chǎn)品：輕點鼠標(biāo)即可獲得統(tǒng)一品質(zhì)

新的LPKF系統(tǒng)軟件簡化了加工設(shè)置，并為使用者承接了部分復(fù)雜的過程控制步驟。借助CAD數(shù)據(jù)，軟件會提出優(yōu)化焊接操作的建議，施行后轉(zhuǎn)交給系統(tǒng)控制員。這意味著只需輕點幾下鼠標(biāo)，就可以設(shè)置工藝參數(shù)和調(diào)整輪廓。

更進一步的創(chuàng)新使得更可靠的焊接效果成為可能，并使先前無法實現(xiàn)的結(jié)果一致性成為可能：校準(zhǔn)掃描區(qū)域補償偏差，例如，由外部機械因素或預(yù)先存在的部件偏差。在此過程中，采用可變激光光斑直徑來實現(xiàn)焊縫的快速精準(zhǔn)生成。獨立的數(shù)據(jù)源可以應(yīng)用于所有經(jīng)過校準(zhǔn)的LPKF系統(tǒng)，從而在任何地方任何時間的焊接結(jié)果都保持一致。由于手動設(shè)置的不準(zhǔn)確導(dǎo)致的錯誤幾乎可以完全排除。

圖 5：同樣放大倍數(shù)下震動焊接形成的焊縫

焊接過程中的質(zhì)量檢驗

圖 6：LPKF TMG 3 可以測量某個塑料部件的激光傳輸屬性。其可以作為一個獨立的設(shè)備運行，也可以集成到一個焊接系統(tǒng)中。

由于激光塑料焊接是一個加工過程，其交付的零部件被焊接成一個組件，透光率檢查也包括對上游塑料的檢測。塑料的透光率是決定焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素。LPKFTMG3透光率測試儀測試通過測量塑料樣品的激光透射量可以快速確定所提供的部件材料與工藝規(guī)格的偏差。

圖 7：兩種彈性材料也可以用激光焊接 - 如圖所示的造瘺袋的連接環(huán)。

焊接路徑監(jiān)測是通過測量激光焊接熔深而得出焊接品質(zhì)結(jié)果測試。如果保持在所定義的極限范圍在內(nèi)，則該組件被視為一個合格件。

結(jié)論

隨著焊接質(zhì)量和精密零部件的要求不斷提高，激光透射焊接成為焊接行業(yè)的首選。除了激光焊接技術(shù)可降低高達三分之一的項目預(yù)算成本、系統(tǒng)還有著更大的靈活性、集成的過程監(jiān)控、以及優(yōu)質(zhì)零件的良率提升——即使上游產(chǎn)品的質(zhì)量波動不定。激光塑性焊接作為一種經(jīng)濟、精確、潔凈的焊接技術(shù)，已成為一種普遍的焊接方法。該技術(shù)的這幾個關(guān)鍵點也可以滿足醫(yī)療行業(yè)微流體等高要求生產(chǎn)需求。

德國LPKF AG致力于生產(chǎn)用于電子制造業(yè)、醫(yī)療技術(shù)、汽車制造行業(yè)以及太陽能電池行業(yè)的激光加工系統(tǒng)。20%的公司員工投入到產(chǎn)品和技術(shù)的研發(fā)。