掩膜焊接工艺使用线状激光束,同时使用一个掩膜将流道部分遮蔽,激光束扫过芯片,需要焊接的部位被焊上,而流道由于有掩膜遮挡激光不会受任何影响。掩模焊接的焊接精度(焊线边缘至流道)能达到0.1mm左右,这一精度能满足大多数临床使用的微流体芯片的要求。
复杂气路或液路塑料部件除了用于微流体芯片的焊接,塑料激光焊接工艺还可以用来焊接医疗设备或气体分析仪器中含有复杂气路或液路的塑料部件。这些部件经过注塑形成上下两层工件,工件表面密布复杂形状气体或液体流道,流道的宽度一般2-3mm左右。通过焊接密封后,流道要求100%密封,并能达到1-5bar的压力承受能力。同时,焊接后要求不能产生溢料,流道不被污染。这些要求都和微流体芯片的焊接要求类似。但是这不意味着塑料激光焊接能够容易地完成这些工件的焊接。
在前文我们提到,塑料激光焊接必须使用夹具将待焊接的上下工件夹紧,使用夹具的目的是使待焊接的上下工件的焊接面能紧密贴合在一起。而对于大面积的工件,由于注塑件难免变形或表面不平整,很难使用夹具保证焊接面紧密贴合。滚珠(GLOBOWelding)或滚筒塑料激光焊接工艺(RollerWelding)提供了很好的解决方案。这两个工艺的激光镜头是特殊镜头,镜头前端有玻璃球或滚筒,焊接的时候,玻璃球或滚筒在上工件表面滚动。玻璃球或滚筒同时起到了聚焦激光及提供焊接压力的作用,由于玻璃球或滚筒提供的是局部压力,所以保证在焊接当下上下工件的焊接面能紧密贴合,因而能达到很好的焊接效果。
塑料激光焊接工艺的种类很多,它在医疗器械行业的应用也不仅限于上文列举的应用。随着中国医疗器械制造水平的进步,作为精密制造工艺之一的塑料激光焊接工艺必将得到更好的发展与推广。
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