Plastik - Laserové svařování

Plastik - Laserové svařování

Práce bez částic je jednou z klíčových požadavků na výrobu pro zdravotnický průmysl. Zejména při výrobě v čistých prostorách je povinností každého výrobce vyvarovat se jakéhokoliv znečištění nebo alespoň jeho snížení. To představuje především velké potíže pro spojovací techniku. Při použití lepidel například je třeba počítat s nežádoucími aerosoly a výpary. Ty je těžké kontrolovat a mohou se usadit na nevhodných místech ve formě usazenin. Navíc se s lepidlem používá další složka materiálu. Následuje zvýšená administrativa při registraci zdravotnických prostředků, které vyžadují registraci. U ultrazvukového svařování však vznikají kvůli tření mezi spojovacími partnery nežádoucí částice a inženýři jsou vzhledem k tomuto postupu výrazně omezeni v návrhové svobodě. Také zavádění energie představuje větší výzvu, protože celý díl je uveden do kmitání a může být poškozen.

Ideální metoda pro zdravotnický průmysl

Metoda laserového svařování se však jeví jako ideální pro zdravotnický průmysl: Díky bezkontaktnímu procesu lze zaručit, že výrobky nebudou kontaminovány vnějšími vlivy. Minimální tepelné namáhání dílů zajišťuje vysokou přesnost a reprodukovatelnost. Nevzniká žádné opotřebení nástrojů, které by vyžadovalo nákladnou údržbu nebo dokonce opětovné kvalifikace. Navíc je dodaná energie velmi přesně dávkována přímo na spojovací místo, zatímco zbytek dílu zůstává nedotčený svařovacím procesem. To také znamená, že se vytváří velmi málo tepla, což není zanedbatelné při práci v čistém prostředí s laminárním prouděním vzduchu.

Další výhody laserového svařování:
- Svářečská dráha může být umístěna uvnitř dílů
- Možnost zaznamenání všech relevantních procesních parametrů
- Není třeba přídavných materiálů
- Nejkratší taktovací časy

Ohřev absorpcí laserové energie

Princip laserového svařování spočívá v tom, že energie přesně zaměřeného laserového paprsku je absorbována plastem. To má za následek lokální ohřev, který polymer roztaví. Je třeba dbát na to, aby se ohřev uskutečnil přesně na místě, kde má být spojení mezi díly vytvořeno. Toho se dosahuje tím, že jeden z dílů určených ke spojení je průhledný (transparentní) pro laserové paprsky a druhý díl má vlastnosti absorpce laserové energie. Když se absorbující složka díky energii zahřeje, díky lokálnímu přenosu tepla na spojovacím místě se také průhledný materiál roztaví a vznikne homogenní svařovací dráha mezi oběma díly. Podmínkou je samozřejmě, že oba spojovací partneři mají podobnou teplotu tavení.

Nekonečné množství použití

Obecně platí pravidlo: „Všechno, co lze svařit ultrazvukem, lze také svařit laserem.“ Podle toho nejsou žádné limity v použití. Tento postup se v současnosti často používá u mikrotitračních destiček, chirurgických nástrojů, balónkových katétrů, obalů krevních čerpadel a kazet pro mikrofluidiku.

Zřejmé výhody laserového svařování vedly švýcarského výrobce plastů GEMÜ Medical k investicím do této technologie. Podle specifikací GEMÜ byla dále rozvinuta sériová linka, která nyní zajišťuje, že jsou plně splněny vysoké požadavky na čisté prostředí. S tímto krokem posouvá GEMÜ výrazně kupředu v úsilí nabízet komplexní řešení z plastů. Kromě vstřikování, mechanické výroby, rychlého prototypování a montáže lze nyní nabídnout pokročilou spojovací metodu – prováděnou v čistém prostředí.