醫療器械中的典型應用
在醫療器械領域,激光焊接機主要應用于注射系統、醫療電子設備、各種人造移植及造口產品等。
一個有意思的應用是使用激光焊接Phonak耳垢防護器,整個耳垢防護器的大小只有幾個毫米,加工者需要將一個隔膜焊接到一個大約 3mm大小的墊圈上。激光輻射可透過隔膜,而熱塑性塑料制成的墊圈可以吸收激光輻射。激光光束質量是激光器輸出特性中的一個重要指標參數,它能夠影響焊接深度和焊縫形狀。光束模式越高,發散角越大,光束質量越差。就焊接而言,應采用基模或低階模,若模式偏高,則難以滿足焊接質量的要求。光束質量主要影響焊縫熔深和形狀。為實現如此微小工件的焊接,通常采用適用于高精密焊接的掩模焊接方法。
激光焊接機工藝還在一些其他的高端醫療產品中有著廣泛的應用,比如,人造瘺護理產品及針尖保護帽等。在人造瘺護理產品的焊接中,一般采用Globol焊接工藝。而對于針尖保護帽的焊接,一般采用同步焊接工藝。
激光焊接機也廣泛應用于生物醫療分析儀器中。生物醫療分析儀器通常要求無菌,不能有任何化學物質摻雜等等。而傳統的采用膠水的粘連方式可能會將化學物質帶入分析儀器,從而影響精度;摩擦焊接等其他方式則因在加工過程中產生粉塵或溢出物,也會對儀器造成污染。激光焊接作為一種非接觸式焊接方法,特別適合這類產品的生產。由于激光焊接機過程中熱影響范圍小,因此激光焊接機工藝也適用于熱敏感材料的焊接,比如表面有蛋白質涂層的生物芯片的焊接。
激光焊接機應用于生物醫療分析儀器最好的例子是液體分析芯片,這種芯片含有微流道系統,用來采集及分析液體物質。通常,流道只有幾厘米長、幾十微米到幾百微米寬,其寬高比都小于1。流道承受的壓力通常有幾帕。這些微流道通常由很薄的塑料片構成,其厚度從幾毫米到20μm不等。要對如此精密的產品進行焊接,掩模焊接顯然是最好的方法。 焊接完成后需要對焊縫進行檢測和分析,以便進一步改善焊接工藝,保證焊接成品滿足要求。焊縫的檢測主要有外觀檢測、強度檢測和微觀檢測等。外觀檢測觀察焊縫表面是否有孔洞、裂紋、咬邊、未焊透等明顯缺陷;強度檢測是根據零件的工作狀態分別進行拉伸、彎曲、硬度、沖擊等試驗;微觀檢測采用金相分析來研究焊縫的成形、微觀組織、測試焊接區的顯微硬度分布等。
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