Soldas ultra-sônicas para dispositivos médicos

soldadura ultra-sónicaé particularmente adequado para dispositivos médicos Porque usa o material de peça em si Para formar um vínculo e não introduzir quaisquer materiais adicionais, como colas ou adesivos no dispositivo Um processo rápido, limpo, eficiente e repetitivo, a solda ultrassônica é ideal para se juntar praticamente qualquer conjunto de peças de plástico para muitas aplicações. Para . obter estes Vantagens, no entanto, você precisa selecionar uma soldagem prontamente Material, conceber a articulação, conceber o arrumador e ferramental adequadamente, projetar e otimizar o processo de soldagem e, em seguida, controlar o processo na produção

Isso A série de processo comprovada sobre soldagem ultra-sônica se concentrará em técnicas avançadas. Antecedentes para equipamentos de soldagem típicos, luminárias e diretrizes gerais de soldagem podem ser encontrados através de qualquer um dos principais fornecedores de soldagem ultra-sônica Equipamento. (Ver "Para Mais Informações")

Design de articulação para soldagem ultra-sônica

Enquanto o conceito de soldagem ultra-sônica é simples, o processo de conceber uma articulação robusta e desenvolver um processo eficaz de solda pode ser bastante complexo. Normalmente, começa com um desenho nominal de articulação, design de ninho e chifre e o ganho de acoplador de energia para obter a amplitude de vibração nominal nas superfícies soldadas. Em seguida, o processo itera entre adaptar a geometria da junta e otimizando os parâmetros do processo de solda (energia ganho de acopladores, envelope de energia e energia, pressão e duração).

Para . Crie uma boa solda, as partes devem fazer contato inicial em uma área relativamente pequena em comparação com a solda acabada área. Isso permite iniciação de derretimento / amolecimento Logo após a vibração ultra-sônica é aplicada.

Duas abordagens comuns na criação do pequeno contato inicial Área:

• Diretor da Energia Junta
• junção de cisalhamento

Figura 1. um exemplo de diretor de energia triangular

An Diretor de energiaé uma característica da parte que o chifre contactos (a parte superior parte). Veja a figura 1. Triangular na seção, com o ponto do triângulo que fornece o contato inicial entre as partes, o diretor energético concentra a energia vibracional em um pequeno contato Área.

figura 2. um exemplo de junta de cisalhamento

A junção de cisalhamentoFornece força e pode ser usado para criar uma hermética selo. Como mostrado, as peças são projetadas para interferir inicialmente em uma pequena área À medida que a vibração ultra-sônica é aplicada e o chifre pressiona a parte para baixo, a parte superior derrete a parte inferior da parte inferior. Muitas geometrias conjuntas diferentes são possíveis, mas todas as abordagens eficazes usam alguma maneira de fornecer uma pequena área de contato inicial para a solda

Além do básico

Depois de entender os fundamentos do desenho conjunto para soldagem ultra-sônica, você pode projetar articulações para que possuam recursos e funções outros do que Apenas a função de ligar as partes juntas.

Um dispositivo de combinação implantável, pressurizado, projetado e desenvolvido no processo comprovado tem várias soldas ultra-sônicas aplicadas durante sua fabricação. A solda final do conjunto do dispositivo ligue a tampa da caixa do dispositivo para a base Estes duas grandes partes circulares, aproximadamente 70 mm de diâmetro, telescópio juntos como são soldados. Além de fornecer integridade estrutural, a mesma junta engloba outras funções e características como bem.

Figura 3. um processo comprovado pressurizado dispositivo; uma junta concêntrica, cisalhada design; e uma seção de uma solda bem-sucedida.

• Recursos conjuntos para controlar a geometria de solda e montagem

O alinhamento é fundamental para a soldagem correta e a qualidade resultante da articulação. Vários tipos de recursos podem ser moldados nas peças para alinhar e localizar em relação a cada outro. O ninho de ferramentas ultra-sônicas e o chifre também podem ser projetados com recursos para ajudar com o alinhamento adequado durante Soldagem.

Figura 4. Exemplos de articulações com recursos de alinhamento

Na Figura 4, o esboço esquerdo mostra alinhamento conjunto por Slip-Fit adjacente Superfície. O esboço certo mostra um chanfro de recurso de alinhamento que irá empurrar a peça superior para dentro como a solda progride. O recurso de alinhamento de chanfro é usado para centralizar os dois pedaços de gabinete concêntricos do dispositivo pressurizado.

figura 5. No exemplo do dispositivo, os dois telescópios de peças circulares juntos. Observe a inclinação ou chanfro de material logo abaixo do contato inicial de cisalhamento Área. Para . As duas peças concêntricas, esse chanfro ajuda a manter o posicionamento central entre as partes como são soldados.

Para . Mantenha uma altura consistente da montagem, você pode moldar em uma parada que mantenha a articulação consistente. Observe o Shelf-Stop abaixo da solda.

Figura 6.. Exemplos de uma articulação com Stop-Weld funcionalidades

• Recursos conjuntos para conter flash e / ou partículas

Flash ou partículas soltas geradas pelo processo de soldagem ultra-sônica e pouso em uma área sensível a partículas podia causar falha em um dispositivo médico. Projete a articulação com recursos que contêm qualquer flash e / ou Partículas, e certifique-se de que quaisquer partículas soltas possam ser removidas pelo seu processo de limpeza

Figura 7. Isso é uma seção transversal da articulação no dispositivo pressurizado. O interior do dispositivo é para a esquerda. A junta é projetada para que qualquer flash criado ocorra no exterior do dispositivo Onde Pode ser removido pelo processo normal de limpeza durante Fabricação. O conjunto fornece um "flash Armadilha" Para ainda conter o flash criado quando Esta articulação de cisalhamento é soldada.

figura 8. Exemplos de articulações com recursos de armadilha flash

Na foto, uma armadilha flash com um design de articulação de cisalhamento é mostrada. também mostrado é uma rodada padrão capturada O-ring Para melhorar o selo hermético Desempenho. No desenho direito, um segundo exemplo de uma armadilha flash com uma junta de cisalhamento é mostrada. A pequena área aberta retangular fornece um lugar para derretimento durante Soldagem e mantém o flash e os detritos contidos dentro da armadilha.

• Recursos conjuntos de design para funções adicionais

Você pode projetar a articulação com recursos para manter componentes funcionais ou cosméticos quando você solda. No exemplo do dispositivo, quando A junta é soldada, mantém e comprime uma quad-lados O-ring para melhorar uma hermética selo. Pés de sutura plástica macia ao redor da periferia permitem sutura do dispositivo em local.

Figura 9. Exemplos de articulações com quad O-ring Recursos dos pés de selo e sutura

Otimizando o projeto e o processo de solda

Desenvolver uma articulação ultrassonicamente soldada não é exata ciência. Cada parte e cada solda tem seu indivíduo Características. Fazer o desenho conjunto e o processo de soldagem funcionam juntos exigirão algum Itereração. Determine o que a articulação precisa fazer e como Você medirá e avaliará a força, as características e a funcionalidade das soldas produzidas para uma partida ultrassonicamente soldada. Você Pode querer realizar testes de tração e cisalhamento ou teste de vazamento de pressão, além de inspeção visual da solda.

Depois de ter desenvolvido uma geometria conjunta inicial, faça um conjunto de peças de protótipos nas dimensões nominais e prepare talvez mais dois conjuntos com diferentes ataques (mais apertados / Lefreer, por exemplo), mantendo as outras dimensões, o mesmo. Uma abordagem para um conjunto em forma de disco de duas partes que o telescópio pode ser usar o mesmo ID na parte externa e variar o OD na parte interna para um mais apertado ou mais solto ajuste. Ajuste o design e execute mais testes até Você tem uma conjunta que as soldas bem.

Quando Você alcançou um processo de design e solda conjuntos que trabalham juntos, você pode esperar que consistentemente limpos e rápidos soldados em sua fabricação de dispositivos médicos Processo.

Nos próximos trabalhos desta série em soldagem ultra-sônica para dispositivos médicos, o processo comprovado discutirá materiais, buzina e anvil design e otimizando ainda mais o processo