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塑料焊接在醫療器械上的應用

嘉峪檢測網        2019-06-27 10:11

據美國市場研究公司Grand View Research發布的最新報告顯示,預計到2025年,全球醫用塑料市場收益預計將達到3360億美元。醫療領域近年來發展迅猛,在醫療器械制造和醫用材料創新方面,塑料功不可沒。塑料的連接在其發展中有著不可或缺的作用,在醫療器械領域,塑料激光焊接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等。

         

1. 耳垢防護器

 

一個有趣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,需要將一個隔膜焊接到一個大約3毫米大小的墊圈上。隔膜對激光輻射是透明的,而墊圈則采用熱塑材料制成,可以吸收激光輻射。要實現如此微小工件的焊接,采用的是適用于高精密焊接的掩模焊接方法。

 

2. 分析儀器

 

塑料激光焊接在生物醫療分析儀器中也有廣泛應用。生物醫療分析儀器通常要求無菌,不能有任何化學物質參雜等等。而傳統的采用膠水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在加工過程中會產生粉塵或溢出物,這也會對儀器產生污染。而激光焊接作為一種非接觸式焊接方法,特別適用這類產品的生產。塑料激光焊接加工過程中熱影響范圍小,因此也適用于熱敏感的材料的焊接,比如表面有蛋白質涂層的生物芯片的焊接。

 

3. 微流控部件

 

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,可能有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,其厚度可能從幾毫米到20微米不等。要對如此精密的產品進行焊接,掩模焊接是最好的方法。采用掩模焊接后,只要使用比較低質量的二極管激光就可以完成焊接,從而節省大量投資。另外,采用掩模焊接也可以大幅提高生產效率。

 

4. 配藥系統

 

“給藥系統”或藥品配料系統可幫助患者持續用藥。其越來越小巧的結構更加便于攜帶。例如Rowe Pump 泵是一臺純物理驅動的泵,可設置不同的泵送劑量。其組件必須承受高達 4 bar 的內部壓力。由于直接用于患者,因此衛生方面要求極高,而且集成的微通道直徑位于 >10 μm 區域,焊縫必須絕對完全無顆粒。借助激光焊接技術可滿足這些要求。

 

5. 球囊導管  

 

球囊導管激光焊接是使用激光作為能量來源的紅外線焊接,可以使用激光束直接射到吸收激光的塑料表面,使塑料熔化實現焊接。先進的激光焊接技術可以實現球囊頭端和管體的無縫連接,使球囊導管在彎曲而狹窄的病變血管中推進時暢通無阻,對血管的損傷降至最小,操作過程更加安全。激光焊接技術的引進有利于進一步縮小球囊擴張導管尖端外徑。

 

與金屬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,塑料件上的熱作用區就越大、越深,將導致材料過熱、變形、甚至損壞,由此應該根據需要融化的深度合理選擇激光功率。

    

塑料激光焊接工藝在醫療器械上的使用遠不止上述幾種應用,塑料激光焊接工藝正被越來越多的醫療器械廠家采用,它的應用前景將非常光明。

 

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來源:醫用塑料

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