新工艺焊接清晰塑料件

塑料零件的激光焊接为医疗设备、消费品和其他组件创造了精密、高质量、无微粒的接头。然而，为了使这个过程起作用，激光必须通过顶部部分被底部部分吸收。焊接一个透明的塑料部分到另一个透明的塑料部分是不可能的。

现在，艾默生已经与Sono-Tek公司合作开发一种新的激光焊接工艺，可以做到这一点。通过结合艾默生的布兰森同时穿透红外激光焊接技术和Sono-Tek的精密超声波喷雾沉积技术，可以在广泛的透明高分子材料上成功创建激光焊接。

新过程消除了将一个清晰或“透射”塑料部件与第二暗或“吸收”塑料部件相结合的先决条件。相反，该过程使两个透明塑料部件的激光焊接能够，只要用生物相容性激光吸收材料精确处理。激光吸收材料由颜料染料或炭黑的微粒组成，悬浮在载流体中，例如异丙醇或丙酮。在焊接过程中，激光能量撞击吸收器并消耗它，释放通过配合部件的焊接区的热能，然后在压缩力下粘合在一起。

使用SONO-TEK超声波喷涂设备施加激光吸收悬浮液，它使用专门设计的精密超声波喇叭来雾化激光吸收染料并将其沉积在一个配合部件的表面，产生喷涂图案宽度小于0.5毫米。当使用最佳频率和喷雾图案沉积时，载体流体基本上闪烁，在塑料表面上留下激光吸收颗粒的精确模式，1微米或更小。

Sono-Tek的区域销售经理Anita Ennest表示，超声波喷涂系统“用于在涂层部件表面沉积微量的颜料染料，以微升为单位，涂层厚度评估为百分之一纳米。”用于应用激光吸收悬架的设备是仿照早期用于在医疗支架上沉积超薄、超精密涂层的设备而开发的。

这种能吸收激光的悬浮液起源于最初用于光伏电池的吸光涂料，但它是由一种生物相容的溶剂和颜料染料组合制成的。开发正确的组合需要一个漫长、反复的过程，这需要艾默生和Sono-Tek将涂层、沉积和焊接过程从吸收性材料过渡到透射性材料，然后再过渡到全透明材料。

Sono-Tek的超声波喷涂设备将该吸收器悬架分配到注塑成型接头的一侧，例如，在配合部件之一上的舌头和槽接头的内表面。精确地将吸收器沉积在相同的关节内，其重点是激光吸收染料的作用，以产生部分熔体。它还产生了一个“闪存陷阱”，其包含熔体的处理区域，将其与焊接部分中的任何附近的微流体流动路径隔离。

由于Sono-Tek完善了应用激光吸收体，休麦克纳尔，激光应用和艾默生的装配技术的方法，因此努力完善了启用喷涂的激光焊接过程。“这种新的清晰透明的塑料激光焊接技术可以可靠地产生复杂的流体路径，同时保持淹没流动路径间距中的优异纵横比，”他解释说。这种精度对于微流体部件至关重要，这必须可靠地粘合，但沿着极小的流动路径保持一致的尺寸。

McNair补充说，由于喷涂沉积过程的精度，需要精确地将激光能量精确聚焦，因为仅发生透明清晰的焊接，其中激光吸收染料已经沉积。另外，当配合部件内采用舌头和树丛接头或类似的关节设计时，接头可用于在焊接之前对齐整个组件。并且，含有成品焊缝的区域可以从完成的组件中的功能性微流体路径完全隔离 - 用于医疗设备应用。