塑料激光焊接在医疗器械领域中的应用

2018/10/29 13:15

随着塑料材料在医疗器械领域广泛应用,新型的塑料生产及加工工艺也层出不穷,激光焊接作为其中的一种,因其无污染、非接触性、无缝连接等优点受到该行业的广泛关注。

 Phonak 耳垢防护器

目前人们听力受到障碍及听力下降的情况很普遍,幸运的是,新型的助听器可以在很大程度上帮助患者改善听力状况。助听器的不断研发,使得助听器越来越趋于小型化,从而为用户提供更小、更舒适、肉眼不可见的助听器。

当今典型的 ITE 助听器只有小指尖那样大小。但是所有助听器都面临着一个大问题:耳道内产生的耳蜡(也称耳垢)对声音输出区域造成污染。为了保证助听器可以发挥其可靠功能,有必要在其声音输出的位置提供防护措施。Phonak 新型“智能护卫”的耳垢防护中,采用的方法是在微小的垫圈上焊接了一种极薄的具有高弹性的隔膜,它能有效地隔断耳垢进入助听器,此类焊接技术是瑞士莱丹科技公司开发的激光掩膜焊接工艺使这一高精度的连接工艺成为可能。

整个耳垢防护器的大小只有几个毫米,需要将一个隔膜焊接到一个大约 3 mm 大小的垫圈上,垫圈采用热塑材料制成 , 焊接效果如图6所示。

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耳垢防护器激光焊接效果

 

生物医疗分析仪器

生物医疗分析仪器通常要求无菌,不能有任何化学物质掺杂。而传统的方法采用胶水粘连方式,这种方式可能会将化学物质带入分析仪器内从而影响分析精度。而摩擦焊接等其他方式则会在加工过程中产生粉尘或溢出物,对仪器造成污染。

而激光焊接技术作为一种非接触式的焊接方法,特别适用这类产品的生产。如图7 所示的生物医疗分析仪器,其成型工艺采用的瑞士莱丹 (Leister) 公司研发的激光掩膜焊接工艺,极低的功率即可完成焊接。

球囊导管

球囊导管激光焊接是使用激光作为能量来源的红外线焊接,可以使用激光束直接射到吸收激光的塑料表面,使塑料熔化实现焊接。先进的激光焊接技术可以实现球囊头端和管体的无缝连接,使球囊导管在弯曲而狭窄的病变血管中推进时畅通无阻,对血管的损伤降至最小,操作过程更加安全。

激光焊接技术的引进有利于进一步缩小球囊扩张导管尖端外径。激光焊接的球囊导管成型示意图如图8所示。与金属焊接不同的是塑料激光焊接需要的激光功率要小。焊接激光功率越大,塑料件上的热作用区就越大、越深,将导致材料过热、变形、甚至损坏,由此应该根据需要融化的深度合理选择激光功率。塑料激光焊接工艺在医疗器械上的使用远不止上述几种应用,塑料激光焊接工艺正被越来越多的医疗器械厂家采用,它的应用前景将非常光明。

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