激光技術應用於(yu) 生物和醫學工程的許多領域，且越來越多地用於(yu) 直接對人體(ti) 進行治療和診斷，也包括醫療器械和醫療植入物的製造。與(yu) 此同時，高可靠性以及功能強大的激光係統也能很好地應用於(yu) 醫療器械塑料組件的連接。

圖1：激光透射焊接原理圖

塑料是許多醫療設備及其組件的理想材料：它們(men) 易於(yu) 成型，易於(yu) 清洗甚至高溫滅菌，重量相對較輕。兩(liang) 個(ge) 注塑部件的連接可以通過化學、熱效應或機械工藝來完成，例如粘合劑、超聲波焊接、激光焊接，這取決(jue) 於(yu) 產(chan) 品的後期應用以及對外觀美觀度的不同需求。然而，在惡劣或敏感的條件下，塑料部件的連接是巨大的挑戰。由於(yu) 各種因素的影響，周圍材料的性質有可能發生變化，這些變化通常是我們(men) 極力避免甚至是不允許的。當對塑料部件連接品質要求很高且連接處必須非常堅固且潔淨（無粉塵和化學物質）時，激光塑料焊接技術就凸顯出巨大的技術和經濟優(you) 勢。這種連接技術具有高可靠性、快速的優(you) 點，並且能獲得精確且牢固的焊縫，是醫療領域精密部件加工的理想選擇。

圖2：激光焊接塑料相熔特性表

激光透射焊接
在激光透射焊接中，激光束穿透上層透光材料，到達下部的吸光材料表麵，將激光光能轉變成熱能，使其表麵熔化，同時熱量也以傳(chuan) 導方式，從(cong) 底麵傳(chuan) 遞到與(yu) 其壓接的上層透光工件的接觸麵上，使其融化，從(cong) 而實現激光熱熔焊接。這一點在焊接過程中通過各種質量控製方法得到了海量驗證。窄的激光照射區冷卻後，就會(hui) 獲得與(yu) 材料本身的強度一致的焊縫。

成功的激光塑料焊接加工過程的必要條件是兩(liang) 個(ge) 部件分別是激光透光塑料和激光吸光塑料。
通過激光透射焊接的方式可以產(chan) 生與(yu) 材料本身強度幾乎相同的焊縫且不產(chan) 生碎屑或粉塵，無需引入任何化學物質或其他添加劑。整個(ge) 加工過程潔淨度高。焊縫從(cong) 零點幾毫米到幾毫米且密封性良好。特別是當需要精細、美觀的焊縫結構時，激光焊接無疑是最理想的技術。

這項技術在醫學工程的許多領域都有應用。例如，焊接胰島素裝置或起搏器等電子元件的外殼。導管或銷釘等圓柱形部件，也可以用激光進行精確而可靠地焊接，例如診斷用的試劑盒和微流體(ti) 元件也可以輕鬆應對。而另外一個(ge) 優(you) 勢是焊縫具有與(yu) 材料本身相同的生物相容性。承受高壓的塑料閥門的各個(ge) 部件也可以用激光進行焊接，可以獲得高質量而穩定的連接。借助數控以及精準聚焦的激光束，任何形狀都可以焊接。

  此外，借助特殊的激光源，這種清潔的焊接方法還可以用於(yu) 連接兩(liang) 個(ge) 透明的焊接部件。尤其當該部件不允許加入任何添加劑或者焊接後必須使用光學分析進行評估時，這種焊接方法就更加合適了。

LPKF激光係統監控加工過程，確保產(chan) 品質量
激光塑料焊接係統既可作為(wei) 獨立的解決(jue) 方案也可集成到生產(chan) 線。標準化的電氣和機械接口可用於(yu) 工業(ye) 4.0環境，這讓LPKF的激光焊接係統可以集成到現有的生產(chan) 執行係統（MES）中。

LPKF係統可以實現可追溯和可重複的過程，以確保符合特定的潔淨度要求和工藝過程驗證。通過用戶的高級中央控製係統，可以方便地執行持續的過程監控和工藝過程控製。每個(ge) 單獨組件的焊接過程都會(hui) 被記錄下來。因此，LPKF係統可以滿足醫療工程中對過程和質量可靠性的極高要求。該係統還擁有可用於(yu) 潔淨室的版本。
根據不同的應用，可以采用不同的焊接方法。激光塑料焊接分為(wei) 徑向焊接、輪廓焊接、準同步焊接以及複合焊接。每種方式都有自己的優(you) 點和特點。焊接過程中能量輸入的變化或性質取決(jue) 於(yu) 應用和部件。LPKF可根據不同應用提供合適的加工係統。

對於(yu) 一些特殊項目，LPKF會(hui) 基於(yu) 豐(feng) 富的加工經驗，再結合激光、光束導向和控製單元，從(cong) 而能完成非常複雜的焊接任務，如果需要的話也可以配置自動化係統。

總結
激光塑料焊接是塑料部件精密連接的首選工藝。它可以獲得潔淨、無毛刺、具備高的連接強度和可靠性的部件連接，並且不會(hui) 改變材料屬性。由於(yu) 可用的焊接工藝類型繁多，因此該技術可用於(yu) 加工各種產(chan) 品：從(cong) 狹窄的導管到耐壓閥，再到大的電子元件外殼。完全的可追溯性確保了生產(chan) 工藝的高可靠性，這使得激光塑料焊接成為(wei) 醫學工程領域眾(zhong) 多應用的首選連接技術。