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塑料焊接用于医疗技术行业

发布者:苏州凯林能自动化设备有限公司 发布时间:2023-03-19 10:48:33 点击次数:112 关闭
特别是对于医疗行业,很难找到满足生物相容性要求和FDA批准的粘合剂。此外,许多常用的聚合物,例如PP,PE和PTFE,其表面能低 (Low surface energy),也导致难以用粘合剂粘接。
粘合剂通常被用作原型制造中的快速、临时的解决方案。然而在后续量产时,塑料焊接则是一种更为经济有效的方案,能够提供一致性好、高强度的焊接,且不需要额外的耗材。
塑料焊接的风险和挑战,往往是由于焊接工艺选择、焊缝设计和测试方法不当,以及零件变形和尺寸偏差造成的。通过采取一步一步的排除分析和改善措施,可以减少或者消除这些问题。
塑料焊接工艺的开发过程遵循以下步骤:
Step1:定义问题
Step2:选择工艺
Step3:接头设计
Step4:测试验证
1. 定义问题
在选择焊接工艺时,前期明确产品材料和性能要求,对工艺选择至关重要。通过早期定义这些,您可以避免后续损失。
在决定焊缝位置或焊接工艺之前,应思考并回答以下问题
1.1 强度
载荷方向是什么?将会经历什么样的拉伸或剪切力?
如果可能的话,设计的焊缝应使其工作时尽量承受剪切力,因为塑料焊接在剪切力方向承受的载荷最大。塑料焊接可承受的拉伸载荷次之,可承受的剥离力最弱。
1.2 密封
这个产品需要密封吗?如果需要,要承受压强是多少?是气密还是水密?有测试温度要求吗?
有密封要求的产品,通常是在要密封的腔室一周设计有闭合的焊接线,以及相应的沟槽或者狭小的缝隙空间,熔化的塑料填充满槽或者缝隙,以实现密封要求。产品的尺寸大小和形状不同,选择的塑料焊接工艺也会不同。
1.3 外观
有什么外观要求吗?“A”面在哪里?允许溢料可见吗?
大多数焊接工艺都有可能产生外观缺陷。然而,这些问题可以通过改善治具和优化焊接参数、或者简化零件表面、或者隐藏焊接面的方式加以限制。如果无法避免,那么需要增加前一道工序(例如烘干)加以预防,或者增加后一道工序(例如去溢料)加以修正,不过这些措施会增加成本
1.4 颗粒污染物
产品内是否允许有颗粒物或者松散的溢料?
对于依靠表面摩擦产生热量的焊接工艺,例如旋转焊接和振动摩擦焊接,很难避免不产生颗粒污染物,以及松散的溢料。
1.5 材料
材料对焊接性能的影响因素,除了材料中的基础树脂特性,还包括各种添加剂,如着色剂、填充剂、冲击改性剂、润滑剂等。这些组成共同影响焊接工艺的选择。例如,采用激光焊接工艺时,要求上层零件无着色剂,以允许激光穿透传输;下层零件要求添加碳黑,以充分吸收激光能量。
一般情况下,应尽量减少填料含量,以确保有足够的树脂进行焊接,从而保证焊接强度。因此,建议填料含量控制在33%以下。
另外,两个零件必须是材料相容的,即具有相同或相似的熔点和粘度,以保证分子间发生扩散完成焊接。