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(dòng)焊接。激光塑料焊接是一種潔凈、可靠、經(jīng)濟(jì)的連接技術(shù)，通過(guò)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(jìn)行激光塑料焊接。

圖 1：每個(gè)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(xì)通道的幾何輪廓得以被精確地加工，并且沒(méi)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(dá)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(shí)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(shí)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(yàn)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(qiáng)度可與原材料強(qiáng)度保持一致。新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)可以輕松容易地快速實(shí)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(shí)現(xiàn)市場(chǎng)投放。

LPKF激光塑料焊接過(guò)程監(jiān)控

通過(guò)激光塑性焊接，甚至可以實(shí)現(xiàn)異形焊縫。在整個(gè)焊接過(guò)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(guò)程監(jiān)控可以監(jiān)測(cè)焊接過(guò)程，并通過(guò)分離優(yōu)劣零部件來(lái)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(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接和跟蹤。對(duì)于要求高的零部件，很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是連接區(qū)域微結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

與振動(dòng)或摩擦等技術(shù)不同，激光焊接不會(huì)產(chǎn)生任何顆粒。由于激光加工方式本身的特性不會(huì)接觸液態(tài)物質(zhì)，所以無(wú)需清洗，也無(wú)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(diǎn)鼠標(biāo)即可獲得統(tǒng)一品質(zhì)

新的LPKF系統(tǒng)軟件簡(jiǎn)化了加工設(shè)置，并為使用者承接了部分復(fù)雜的過(guò)程控制步驟。借助CAD數(shù)據(jù)，軟件會(huì)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(diǎn)幾下鼠標(biāo)，就可以設(shè)置工藝參數(shù)和調(diào)整輪廓。

更進(jìn)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(wú)法實(shí)現(xiàn)的結(jié)果一致性成為可能：校準(zhǔn)掃描區(qū)域補(bǔ)償偏差，例如，由外部機(jī)械因素或預(yù)先存在的部件偏差。在此過(guò)程中，采用可變激光光斑直徑來(lái)實(shí)現(xiàn)焊縫的快速精準(zhǔn)生成。獨(dú)立的數(shù)據(jù)源可以應(yīng)用于所有經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的LPKF系統(tǒng)，從而在任何地方任何時(shí)間的焊接結(jié)果都保持一致。由于手動(dòng)設(shè)置的不準(zhǔn)確導(dǎo)致的錯(cuò)誤幾乎可以完全排除。

圖 5：同樣放大倍數(shù)下震動(dòng)焊接形成的焊縫

焊接過(guò)程中的質(zhì)量檢驗(yàn)

圖 6：LPKF TMG 3 可以測(cè)量某個(gè)塑料部件的激光傳輸屬性。其可以作為一個(gè)獨(dú)立的設(shè)備運(yùn)行，也可以集成到一個(gè)焊接系統(tǒng)中。

由于激光塑料焊接是一個(gè)加工過(guò)程，其交付的零部件被焊接成一個(gè)組件，透光率檢查也包括對(duì)上游塑料的檢測(cè)。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(cè)試儀測(cè)試通過(guò)測(cè)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(cè)是通過(guò)測(cè)量激光焊接熔深而得出焊接品質(zhì)結(jié)果測(cè)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(gè)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(dá)三分之一的項(xiàng)目預(yù)算成本、系統(tǒng)還有著更大的靈活性、集成的過(guò)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(dòng)不定。激光塑性焊接作為一種經(jīng)濟(jì)、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(gè)關(guān)鍵點(diǎn)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(guó)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(yáng)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)。