Plastique - Soudage laser

Plastique - Soudage laser

Le travail sans particules est l'une des exigences centrales de la fabrication pour la technologie médicale. En particulier dans la fabrication en salle blanche, il est obligatoire pour chaque producteur d'éviter ou du moins de réduire toutes les contaminations. Cela pose de grandes difficultés, notamment pour la technique de jointure. Lors de l'utilisation de colles, par exemple, il faut s'attendre à des aérosols et des vapeurs indésirables. Ceux-ci sont difficiles à contrôler et peuvent se déposer à des endroits défavorables sous forme de dépôts. De plus, une composante matérielle supplémentaire est utilisée avec la colle. Cela entraîne une charge réglementaire accrue pour les dispositifs médicaux soumis à l'enregistrement. En revanche, lors de la soudure par ultrasons, des particules indésirables se forment en raison de la friction entre les partenaires de jointure, et les ingénieurs sont considérablement limités dans leur liberté de conception en raison du procédé. L'apport d'énergie constitue également un défi majeur, car l'ensemble de la pièce est mis en vibration et peut, dans certains cas, subir des dommages.

Procédé idéal pour la technologie médicale

La méthode de la soudure laser, quant à elle, semble parfaitement adaptée à la technologie médicale : grâce au procédé sans contact, il est garanti que les produits ne soient pas contaminés par une intervention extérieure. La charge thermique minimale sur les pièces assure une grande précision et une reproductibilité. Aucun usure d'outil n'apparaît, ce qui évite des opérations de maintenance coûteuses ou même des requalifications. De plus, l'énergie injectée est dosée avec une grande précision à l'endroit de la jointure, le reste de la pièce restant indemne du processus de soudure. Cela signifie également que très peu de chaleur est générée, ce qui n'est pas négligeable lors du travail en salle blanche sous flux d'air laminaire.

Autres avantages de la soudure laser :
- La soudure peut être réalisée à l'intérieur des pièces
- Enregistrement de tous les paramètres de processus pertinents possible
- Aucun additif nécessaire
- Temps de cycle très court

Chauffage par absorption de l'énergie laser

Le principe de la soudure laser repose sur le fait que l'énergie du faisceau laser précisément ciblé est absorbée par le plastique. Cela entraîne un chauffage localisé qui fait fondre le polymère. Il faut veiller à ce que le chauffage se produise exactement à l'endroit où la connexion entre les pièces doit être réalisée. En pratique, cela est réalisé en rendant l'une des pièces transparente aux rayons laser (transmissive) et l'autre ayant des propriétés absorbantes laser. Lorsque la composante absorbante se réchauffe en raison de l'énergie du rayonnement, le matériau transparent se ramollit également grâce au transfert de chaleur local à la zone de jointure, créant ainsi une soudure homogène entre les deux pièces. La condition préalable est bien sûr que les deux partenaires de jointure aient une température de fusion similaire.

En règle générale : « Tout ce qui peut être soudé par ultrasons peut aussi l'être par laser ». En conséquence, il n'y a pas de limite aux cas d'application. La méthode est actuellement largement utilisée pour les microplaques, les instruments chirurgicaux, les cathéters à ballon, les enveloppes de pompes à sang et les cartouches pour la microfluidique.

Les avantages évidents de la soudure laser ont incité le fabricant suisse de plastiques GEMÜ Medical à investir dans cette technologie. Selon les spécifications de GEMÜ, une installation en série a été améliorée et garantit désormais que les exigences élevées en matière de compatibilité avec les salles blanches sont pleinement satisfaites. Avec cela, GEMÜ fait un pas décisif vers l'offre de solutions complètes en plastique. En plus de l'injection, de l'usinage mécanique, du prototypage rapide et de l'assemblage, une méthode de jointure avancée — réalisée en salle blanche — peut désormais être proposée.