1. 耳垢防护器
一个有趣的应用是使用激光焊接phonak耳垢防护器,整个耳垢防护器的大小只有几个毫米,需要将一个隔膜焊接到一个大约3毫米大小的垫圈上。隔膜对激光辐射是透明的,而垫圈则采用热塑材料制成,可以吸收激光辐射。
2. 分析仪器
塑料激光焊接在生物分析仪器中也有广泛应用。
塑料激光焊接加工过程中热影响范围小,因此也适用于热敏感的材料的焊接,比如表面有蛋白质涂层的生物芯片的焊接。
3. 微流控部件
生物分析仪器的例子是液体分析芯片,这种芯片含有微流道系统,用来采集及分析液体物质。通常流道只有几厘米长,可能有几十微米到几百微米宽,其宽高比都小于1。流道承受的压力通常有几帕。这些微流道通常由很薄的塑料片构成,其厚度可能从几毫米到20微米不等。要对如此精密的产品进行焊接,掩模焊接是的方法。采用掩模焊接后,只要使用比较低的二极管激光就可以完成焊接,从而节省大量投资。另外,采用掩模焊接也可以大幅提高生产效率。
4. 配药系统
“给药系统”或---配料系统可帮助---持续用药。其越来越小巧的结构便于携带。例如rowe pump 泵是一台纯物理驱动的泵,可设置不同的泵送剂量。其组件必须承受--- 4 bar 的内部压力。由于直接用于---,因此卫生方面要求---,而且集成的微通道直径位于 >;10 μm 区域,焊缝必须完全无颗粒。借助激光焊接技术可满足这些要求。
5. 球囊导管
球囊导管激光焊接是使用激光作为能量来源的红外线焊接,可以使用激光束直接射到吸收激光的塑料表面,使塑料熔化实现焊接。---的激光焊接技术可以实现球囊头端和管体的无缝连接,使球囊导管在弯曲而狭窄的病变血管中推进时畅通无阻,对血管的损伤降至,操作过程安全。激光焊接技术的引进有利于进一步缩小球囊扩张导管外径。
影响超声波焊接的一个关键因素是超声波焊接能量。焊接能量过大,容易造成焊接过度、产生毛边,或者造成塑胶件变形、薄弱处断裂甚至造成其它零部件损坏。但在另一方面,如果焊接能量过小,两个塑胶件不能的熔合在一起,造成焊接强度低。超声波焊接能量与以下工艺参数有关,如图所示,超声波焊接过程中工艺参数的调整归根结底为对焊接能量的调整。
频率频率是指超声波的频率,包括15、20、30或40千赫兹。超声波焊接机有着固定的频率,无法调整。频率越大,焊接能量越大。
振幅振幅是指焊头表面振动的幅度,其等于换能器表面振幅与调幅器增益以及焊头增益之积,振幅可通过调幅器和焊头进行调节。
振幅越大,焊接能量越大。不同塑料对于振幅的要求不一样;相对于无定形塑料,半结晶塑料要求更高的振幅;熔点较高的塑料要求更高的振幅。表2显示了多种塑料在20千赫兹下使用的振幅。
塑料分为热固性塑料和热塑性塑料。热固性塑料可塑但不可逆。次加热时可熔化流动,加热到一定温度,产生化学反应,摩擦焊加工,交联固化变硬而形成固体;但这种变化时不可逆的,当重新受热加压时,热固性塑料不能再次熔化。因此,超声波焊接不能焊接热固性塑料。热塑性塑料可塑又可逆;当加热形成固体后,其内部结构仅经历形态的变化,秀洲区摩擦焊,是可逆的;重新加热和加压时,能够重新熔化并再次形成固体。超声波焊接能够焊接大部分的热塑性塑料。
热塑性塑料又分为无定形塑料和半结晶塑料,由于二者的分子结构和排布不同,二者的超声波焊接性能又有所差别。
无定形塑料的分子结构呈随机分布,没有一个明确的熔点tm,其在一个很广泛的温度范围内逐步软化、熔化和流动;而不是一旦加热到某个温度就立即从固体熔化,然后又立即固化。无定形塑料这种特性非常易于传导超声波振动能力,能够在较大的压力和振幅范围内进行超声波焊接。
半结晶塑料的分子结构在局部呈规律性分布,有一个明确的熔点tm,在温度达到熔点之前,震动摩擦焊,半结晶塑料始终保持着固态;当温度达到熔点后,整个分子链---开始运动,并立即固化。无定形塑料和半结晶塑料的熔化过程区别如图所示。
半结晶塑料呈规律性分布的分子结构类似于弹簧,振动摩擦焊,非常容易吸收高频的超声波振动能量,使得能量很难从焊头传导到焊接界面,必须有足够大的超声波能量才能使得半结晶塑料熔化。因此,相对于无定形塑料,半结晶塑料比较难焊接。为了使得半结晶塑料获得较高的焊接,往往需要考虑更多的因素,例如,较高的振幅、合适的焊接界面设计、焊头的接触、焊接的距离以及焊接夹具等。无定形塑料和半结晶塑料的超声波焊接难易程度如表2所示。
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