塑料焊接在医疗器械上的应用

2019-06-26 20:41:51

根据美国市场研究公司Grand View Research发布的最新报告显示，预计到2025年，全球医用塑料市场收益预计将达到3360亿美元。医疗领域近年来发展迅猛，在医疗器械制造和医用材料创新方面，塑料功不可没。塑料的连接在其发展中有着不可或缺的作用，在医疗器械领域，塑料激光焊接主要应用于注射系统、医疗电子设备、各种人造移植及造口产品等等。

1. 耳垢防护器

一个有趣的应用是使用激光焊接Phonak耳垢防护器，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毫米大小的垫圈上。隔膜对激光辐射是透明的，而垫圈则采用热塑材料制成，可以吸收激光辐射。要实现如此微小工件的焊接，采用的是适用于高精密焊接的掩模焊接方法。

Phonak阻垢器

2. 分析仪器

塑料激光焊接在生物医疗分析仪器中也有广泛应用。生物医疗分析仪器通常要求无菌，不能有任何化学物质参杂等等。而传统的采用胶水粘连方式可能会将化学物质带入分析仪器，从而影响精度。摩擦焊接等其他方式则在加工过程中会产生粉尘或溢出物，这也会对仪器产生污染。而激光焊接作为一种非接触式焊接方法，特别适用这类产品的生产。塑料激光焊接加工过程中热影响范围小，因此也适用于热敏感的材料的焊接，比如表面有蛋白质涂层的生物芯片的焊接。

血液分析仪

3. 微流控部件

生物医疗分析仪器最好的例子是液体分析芯片，这种芯片含有微流道系统，用来采集及分析液体物质。通常流道只有几厘米长，可能有几十微米到几百微米宽，其宽高比都小于1。流道承受的压力通常有几帕。这些微流道通常由很薄的塑料片构成，其厚度可能从几毫米到20微米不等。要对如此精密的产品进行焊接，掩模焊接是最好的方法。采用掩模焊接后，只要使用比较低质量的二极管激光就可以完成焊接，从而节省大量投资。另外，采用掩模焊接也可以大幅提高生产效率。

生物芯片及微流道

4. 配药系统

“给药系统”或药品配料系统可帮助患者持续用药。其越来越小巧的结构更加便于携带。例如Rowe Pump 泵是一台纯物理驱动的泵，可设置不同的泵送剂量。其组件必须承受高达 4 bar 的内部压力。由于直接用于患者，因此卫生方面要求极高，而且集成的微通道直径位于 >10 μm 区域，焊缝必须绝对完全无颗粒。借助激光焊接技术可满足这些要求。

配药系统

5. 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。

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。

激光焊接优势详细介绍

汽车塑料焊接机