wiadomości o firmie W jaki sposób spawanie ultradźwiękowe może uprościć montaż produktów medycznych?

Ponieważ struktury wielu wyrobów z tworzyw sztucznych są zbyt skomplikowane, aby formować je w jednym kawałku, może być konieczne złożenie ich elementów w gotowy produkt przy użyciu jednej z trzech metod łączenia: łączników mechanicznych, klejów lub spoin z tworzyw sztucznych.

Spawanie ultradźwiękowe jest popularną techniką montażu przemysłowego, która wykorzystuje ciepło i ciśnienie do tworzenia spoin półprzewodnikowych między elementami z tworzywa sztucznego. Komponenty są trzymane w oprzyrządowaniu, a następnie poddawane drganiom mechanicznym o wysokiej częstotliwości (10-70 kHz) i niskiej amplitudzie (1-250 µm), które generują tarcie wewnątrzcząsteczkowe, topiąc powierzchnie łączące i tworząc silne wiązanie molekularne. Spoiny ultradźwiękowe są szeroko stosowane do łączenia termoformowanych zestawów plastikowych, ponieważ eliminują potrzebę stosowania chemicznych rozpuszczalników, klejów, śrub lub dodatków.

Proces spawania ultradźwiękowego integruje się z produkcją i automatyzacją części o dużej objętości, ponieważ cykle spawania są szybkie - zwykle krótsze niż jedna sekunda - i nie wymagają materiałów eksploatacyjnych. Typowe konstrukcje z tworzywa sztucznego wymagają jedynie niewielkich modyfikacji, aby zapewnić powtarzalny, bardzo wytrzymały zgrzew ultradźwiękowy. Najczęstsza (i zazwyczaj „bezpieczna dla pleśni”) modyfikacja dodaje małego „dyrektora energii” do interfejsu współpracujących części. Dyrektor ds. Energii topi się i płynie, łącząc dwie powierzchnie. W idealnych warunkach łańcuchy polimerowe z każdej strony współpracujących części migrują przez interfejs i stają się nie do odróżnienia od materiału macierzystego.

Wiele tworzyw termoplastycznych, zarówno amorficznych (takich jak polistyren), jak i półkrystalicznych (takich jak nylon), można spawać ultradźwiękowo. Idealnie obie części spoiny powinny być z tego samego materiału. Jednak wiele kombinacji różnych tworzyw sztucznych można zgrzewać ultradźwiękowo, jeśli ich temperatury topnienia (temperatura zeszklenia, Tg) są dość zbliżone.

Spawanie ultradźwiękowe może oferować znaczące korzyści przy montażu urządzeń medycznych, które w przeciwnym razie muszą być połączone śrubami i rozpuszczalnikami. Kleje i rozpuszczalniki mają znacznie dłuższy czas przetwarzania, mogą powodować zanieczyszczenie i mogą być trudne do dokładnego dozowania. Minimalnie inwazyjne narzędzia chirurgiczne, takie jak cewniki, kaniule, luer i trokary, często z dużym powodzeniem wykorzystują łączenie ultradźwiękowe.

W zastosowaniach, w których wibracje stosowane w spawaniu ultradźwiękowym mogą negatywnie wpływać na elementy mikroelektroniczne lub delikatne struktury części, takie jak membrany lub filtry, łatwo dostępne są inne technologie łączenia tworzyw sztucznych. Jedną z alternatyw jest spawanie laserowe, bezwibracyjny proces, który zapewnia czyste i hermetycznie spawane spoiny między szeroką gamą różnych polimerów. Takie korzyści, w połączeniu z wyjątkową estetyką, sprawiły, że spawanie laserowe jest preferowaną technologią łączenia części z tworzyw sztucznych stosowanych w wielu zaawansowanych zastosowaniach medycznych, w tym wszystkiego, od produktów testowych do diagnostyki in vitro po technologię noszenia do zdalnego monitorowania lub podawania płynów mikroprzepływowych.

Istnieje wiele możliwości wyboru, pytań i wyzwań związanych z projektowaniem, rozwojem i produkcją niezawodnych, powtarzalnych rozwiązań procesów łączenia. Dostawca łączący materiały zapewnia wiedzę specjalistyczną, która może mieć pozytywny wpływ na wszystko, od weryfikacji koncepcji po opracowanie prototypu, skalowalność, zbieranie danych, zgodność z przepisami i nie tylko. Zaangażowanie doświadczonego eksperta inżynierii na wczesnych etapach umożliwia producentowi określenie najlepszej technologii łączenia dla swojego produktu. Dla sprzedawców urządzeń medycznych, którzy projektują i produkują na wielu kontynentach, warto również współpracować z dostawcą technologii o globalnych możliwościach, który może zapewnić wiedzę i wsparcie w zakresie lokalnego projektowania spawalniczego i produkcji oraz wsparcie w miejscu montażu urządzenia.