欧洲医疗器械制造商采用来自Leister Process Technologies的激光焊接系统来组装新的输液泵。



RowPump是一种由德国Parchim的Roemed制造的自动的口袋尺寸的输液泵。该泵用于专门配制的轻质聚碳酸酯制成,该泵用于施用药物,例如疼痛治疗和抗生素。可以调整它以提供每小时0.5至25毫升的流量。操作期间流速不会在±5%时变化。

该设计要求透明盖焊接到泵的中间部的每一侧,这是染色的蓝色。

焊缝的要求很高。组件必须承受4巴的内部压力。中间部分含有大约10微米直径的微通道。这些通道靠近焊缝,因此能量输入必须精确。由于泵与患者直接接触,因此焊接环境必须没有灰尘和污染,并且焊接过程不能产生颗粒。最后,循环时间必须尽可能短。

来自Leister Process Technologies的Novolas激光传输焊接系统满足了这些要求。然而,最初,该过程需要一些微调。初步试验发现激光进入蓝色染色材料的渗透性太深,该系统不是尺寸精度或关节强度的满足要求。

解决问题的解决方案需要从提供塑料的莱斯特,佩特,佩德材料科学的工程师之间的团队努力,提供塑料,以及提供染料的Tresfert聚合物技术。他们的任务是开发一种新的染料,符合Rowemed对安全和美学的要求,同时优化激光能量的吸收并保持塑料的机械性能。

根据聚合物,塑料通常在近红外光谱中透明透明95%。仅包含各种添加剂和染料,即塑料可以吸收足够的激光能量以熔化。

为了确定最佳配方,工程师测试了许多食谱。首先是一种塑料,用于吸收950纳米波长的激光。这种材料没有吸收足够的能量,所以工程师尝试了一种塑料,它在1,064纳米的波长下吸收光。虽然这种材料工作得很好,但颜色与Roemed的审美要求没有完全匹配。最终,在较低波长下实现了最佳颜色遮光症。

下一步是避免在部件之间发生焊缝,因为这会对装置的性能产生不利影响。在优化模具和模塑过程之后,消除了导致大于0.1毫米的沉降标记。

Novolas系统本身配备有50瓦二极管激光器,其产生波长以匹配吸收染料。系统的两个线性轴具有250毫米的横向路径。

由于泵将以每年20万到400,000的泵组装,因此手动加载的半自动系统适合任务。旋转夹具同时容纳两个组件。在每个循环处,将透明盖焊接到工件的一侧上。然后将第二盖子焊接到相对的侧面上。这允许成品组件与每个循环放电。

夹具配备有传感器以检测部件的存在和定位,并且焊接区域由光幕保护。这使系统能够识别操作员插入部件时。然后焊接过程自动开始;无需额外的手动启动信号。

该系统如此效率,只需50%的繁忙组装泵。ROWEMED计划使用备用能力扩展生产或焊接其他工件。