Plastica - Saldatura laser

Plastica - Saldatura laser

Il lavoro senza particelle è una delle esigenze centrali della produzione per la tecnologia medica. In particolare nella produzione in ambienti sterili, è obbligo di ogni produttore evitare o almeno ridurre tutte le contaminazioni. Questo rappresenta soprattutto per la tecnologia di assemblaggio grandi difficoltà. Nell'uso di adesivi, ad esempio, si devono prevedere aerosol e vapori indesiderati. Questi possono essere difficilmente controllati e possono depositarsi in punti sfavorevoli sotto forma di residui. Inoltre, con l'adesivo si utilizza un componente di materiale aggiuntivo. Ne consegue un aumento dei requisiti di approvazione per i dispositivi medici soggetti a registrazione. D'altra parte, nella saldatura ad ultrasuoni si generano, a causa dell'attrito tra i partner di saldatura, particelle indesiderate e gli ingegneri sono notevolmente limitati nella libertà di progettazione a causa del metodo. Anche l'introduzione di energia rappresenta una sfida maggiore, poiché l'intero componente viene messo in vibrazione e può, in determinate circostanze, subire danni.

Metodo ideale per la tecnologia medica

Il metodo della saldatura laser, invece, sembra essere perfetto per la tecnologia medica: grazie al processo senza contatto, si può garantire che i prodotti non vengano contaminati da influenze esterne. Il minimo carico termico sui componenti assicura alta precisione e ripetibilità. Non si verifica usura degli strumenti, che potrebbe richiedere manutenzione complessa o addirittura riqualificazioni. Inoltre, l'energia introdotta viene dosata con grande precisione nel punto di saldatura, mentre il resto del componente rimane indenne dal processo di saldatura. Ciò significa anche che si genera pochissimo calore, il che è importante nel lavoro in ambienti sterili con flusso d'aria laminare.

Altri vantaggi della saldatura laser:
- La saldatura può essere effettuata all'interno dei componenti
- È possibile registrare tutti i parametri di processo rilevanti
- Nessun additivo necessario
- Tempi di ciclo molto brevi

Riscaldamento tramite assorbimento di energia laser

Il principio della saldatura laser si basa sul fatto che l'energia del raggio laser puntuale viene assorbita dal materiale plastico. Ciò provoca un riscaldamento locale che fa fondere il polimero. È importante che il riscaldamento avvenga esattamente nel punto in cui si desidera creare il collegamento tra i componenti. Questo si ottiene in pratica rendendo uno dei componenti trasparente ai raggi laser e l'altro con proprietà assorbenti ai laser. Quando la componente assorbente si riscalda a causa dell'energia radiante, grazie al trasferimento di calore locale al punto di saldatura, anche il materiale trasparente si ammorbidisce e si crea una saldatura omogenea tra i due componenti. Naturalmente, per questo è necessario che entrambi i partner di saldatura abbiano una temperatura di fusione simile.

Innumerevoli applicazioni

Come regola generale: «Tutto ciò che può essere saldato ad ultrasuoni può anche essere saldato con il laser». Di conseguenza, non ci sono limiti alle applicazioni. Attualmente, il metodo viene spesso utilizzato per piastre microtiter, strumenti chirurgici, cateteri a palloncino, rivestimenti di pompe sanguigne e cartucce per microfluidica.

I vantaggi evidenti della saldatura laser hanno spinto il produttore svizzero di plastica GEMÜ Medical a investire in questa tecnologia. Secondo le specifiche di GEMÜ, un impianto di produzione in serie è stato ulteriormente sviluppato e ora garantisce il pieno rispetto delle elevate esigenze di compatibilità con ambienti sterili. Con questo passo, GEMÜ compie un passo decisivo verso l'offerta di soluzioni complete in plastica. Oltre alla pressofusione, lavorazione meccanica, prototipazione rapida e assemblaggio, ora può essere offerto un metodo di saldatura avanzato – eseguito in ambiente sterile.