生物醫(yī)療行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)χ圃爝^(guò)程有著高潔凈性、高質(zhì)量的苛刻要求，激光焊接技術(shù)憑借非接觸式無(wú)污染、焊接工藝穩(wěn)定、焊接效果良好、自動(dòng)焊接等特征在生物醫(yī)療行業(yè)應(yīng)用日益廣泛。在醫(yī)療器械中,采用不銹鋼或者鋁合金等金屬材料的占較大部分,激光焊接技術(shù)的加入有力地促進(jìn)了醫(yī)療器械的發(fā)展。而激光焊接除了適用于金屬類醫(yī)療器械之外，還可以焊接塑料材料的生物醫(yī)療器械等。本文主要介紹銳科2μm光纖激光器在生物醫(yī)療器械領(lǐng)域塑料材料的焊接應(yīng)用案例。

01 銳科2μm摻銩光纖激光器產(chǎn)品介紹

圖1  銳科2μm摻銩光纖激光器

銳科2μm摻銩光纖激光器采用光纖布拉格光柵實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)的廣泛選擇和特定波長(zhǎng)的鎖定，基于雙向泵浦技術(shù)實(shí)現(xiàn)高功率、高光束質(zhì)量輸出。波長(zhǎng)1940nm±5nm，輸出功率CW100W（風(fēng)冷），CW200W/250W（水冷），QCW80/800（風(fēng)冷）輸出類型SMA905/QBH/準(zhǔn)直可選，光纖芯徑25μm，光束發(fā)散半角≤0.09rad，輸出光纖長(zhǎng)度可定制，控制方式采用RS-232/AD，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，控制簡(jiǎn)便。激光器具有結(jié)構(gòu)緊湊、電光轉(zhuǎn)換效率高、可靠性高等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于塑料的切割和標(biāo)記、透明塑料的焊接、非金屬材料加工、固態(tài)紅外激光器泵浦、醫(yī)療應(yīng)用。

圖2  功率穩(wěn)定度≤±1.5%，功率步進(jìn)精度2.5%，輸出光斑穩(wěn)定，無(wú)模式跳動(dòng)

02 銳科2μm摻銩光纖激光器高質(zhì)高效塑料焊接工藝

塑料材料在醫(yī)療器械領(lǐng)域應(yīng)用也十分廣泛，隨著行業(yè)對(duì)塑料生產(chǎn)和加工工藝要求的不斷迭代，激光焊接因其高質(zhì)高效的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，很好地滿足了生物醫(yī)療領(lǐng)域塑料制品的焊接需求，比如Phonak耳垢防護(hù)器、生物醫(yī)療分析儀器、球囊導(dǎo)管、核酸檢測(cè)試劑盒蓋等的焊接。醫(yī)療器械領(lǐng)域塑料連接方式中，激光高能量密度使塑料加熱速度非�？欤�并精準(zhǔn)地控制加熱區(qū)的位置和大小，焊縫清潔，無(wú)顆粒物污染，操作控制靈活簡(jiǎn)單。

圖3  生物醫(yī)療激光焊接應(yīng)用（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

與近紅外波段光纖激光器相比，高分子聚合物材料對(duì)2μm波段激光具有較強(qiáng)的吸收作用。2μm激光器主要適用于PMMA、PA、PP、PC等用于生物醫(yī)療領(lǐng)域的透明塑料材料的焊接。焊接后不影響材料性能，焊接形貌美觀，焊接牢固，焊縫密封性好。

2.1 銳科2μm摻銩光纖激光器在試劑袋材料的高質(zhì)高效焊接應(yīng)用

采用200W 2μm摻銩光纖激光器進(jìn)行試劑袋材料輪廓焊接，設(shè)置參數(shù)：功率10W~100W，速度30mm/s~200mm/s，壓力0.3MPa~0.6MPa，焊接形貌美觀，無(wú)變色，表面平整，焊接牢固，密封性好。

圖4 輪廓焊接

圖5 掃描焊接

圖6 塑料焊接端面

2.2 銳科2μm光纖激光器在生物醫(yī)療計(jì)數(shù)板焊接應(yīng)用，高效達(dá)成客戶要求

細(xì)胞計(jì)數(shù)板是一種用于計(jì)數(shù)血液、細(xì)胞懸液或其他液體樣品中細(xì)胞數(shù)量的精密儀器，便于細(xì)胞計(jì)數(shù)，一次性耗材，配細(xì)胞計(jì)數(shù)儀使用。使用計(jì)數(shù)板時(shí)，使用吸管液體滴入計(jì)數(shù)池的邊緣，此時(shí)液滴在虹吸的作用下進(jìn)入蓋玻片下方的計(jì)數(shù)池，計(jì)數(shù)板靜置幾分鐘使細(xì)胞擴(kuò)散、沉降，然后在低倍鏡下進(jìn)行計(jì)數(shù)。該計(jì)數(shù)板采用PMMA塑料材質(zhì)，對(duì)焊接精度和效果要求比較高，精度1μm，焊縫均勻美觀，無(wú)變形，密封性好。

采用銳科2μm光纖激光對(duì)其進(jìn)行輪廓焊接，當(dāng)功率為50W，速度為40mm/s，壓力為0.3MPa，加工時(shí)間為12s。焊接效果良好，焊紋均勻，無(wú)氣泡，無(wú)異色，無(wú)爆點(diǎn)，焊接牢固，密封性好。較好地達(dá)成客戶要求。

圖7 細(xì)胞計(jì)數(shù)板焊接（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

03 總結(jié)

本文案例主要介紹了銳科2μm光纖激光器在生物醫(yī)療領(lǐng)域塑料焊接的應(yīng)用工藝，展現(xiàn)了其在試劑袋和計(jì)數(shù)板焊接方面的工藝效果。在塑料材料加工中，由于高分子聚合物材料對(duì)2μm波段激光具有較強(qiáng)的吸收作用，2μm波段激光可應(yīng)用于生物醫(yī)療上的高分子塑料材質(zhì)焊接，外形美觀，焊接牢固，焊縫密封性好。銳科2μm光纖激光器可高效達(dá)成生物醫(yī)療領(lǐng)域行業(yè)對(duì)材質(zhì)工藝的需求。未來(lái)，銳科將繼續(xù)踐行“核心光源，銳科智造”的企業(yè)使命，持續(xù)深耕激光在生物醫(yī)療領(lǐng)域方面的工藝應(yīng)用，為其高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

來(lái)源：銳科激光

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