Com simplifica la soldadura per ultrasons el muntatge de productes mèdics
Com que molts productes plàstics són massa complexos per modelar-los en una sola peça, pot ser necessari unir els seus components en un producte acabat mitjançant un dels tres mètodes d’unió: fixacions mecàniques, adhesius o soldadura de plàstic.
La soldadura per ultrasons és una popular tècnica de muntatge industrial que utilitza calor i pressió per formar una soldadura en estat sòlid entre les peces de plàstic. Els components es fixen a l’eina i se sotmeten a vibracions mecàniques d’alta freqüència (10-70 kHz), de baixa amplitud (1-250 μm), creant fregament intramolecular, fonent la superfície d’aparellament i creant enllaços moleculars forts. La soldadura per ultrasons s’utilitza àmpliament per unir components de plàstic termoformat perquè no requereixen dissolvents químics, adhesius, cargols o additius.
El procés de soldadura per ultrasons s’integra a la producció i automatització de peces de gran volum, ja que el cicle de soldadura és ràpid (normalment menys d’un segon) i no calen consumibles. Els dissenys típics de peces de plàstic requereixen només petites modificacions per assegurar components de soldadura ultrasònica de gran resistència repetibles. La modificació més habitual (normalment "seguretat del motlle") afegeix un petit "director d'energia" a la interfície de peça. El director d'energia es fon i flueix per unir-se a les dues superfícies. En condicions ideals, les cadenes de polímer de cada costat de la porció d’aparellament migren a la interfície i es converteixen en indistinguibles del material pare.
Molts termoplàstics, amorfs (com el poliestirè) i semicristal·lins (com el niló) poden soldar-se per ultrasons. L’ideal seria que les dues parts de la soldadura haurien de ser del mateix material. Tanmateix, si les temperatures de fusió (temperatures de transició del vidre, Tg) dels diferents plàstics són molt properes, es pot realitzar soldadura per ultrasons amb una combinació de molts plàstics diferents.
La soldadura per ultrasons pot proporcionar avantatges importants en el muntatge d’aparells mèdics que d’altres maneres haurien de connectar-se per cargols i dissolvents. Els aglutinants i dissolvents tenen temps de processament més llargs, poden introduir contaminació i són difícils de distribuir amb precisió. Els instruments quirúrgics mínimament invasius com a catèters, cànnules, señuelles i trocars normalment han aconseguit un gran èxit amb les connexions per ultrasons.
Per a aplicacions on les vibracions utilitzades en la soldadura per ultrasons poden afectar negativament components microelectrònics o estructures de components de precisió com ara membranes o filtres, hi ha altres tècniques d’unió de plàstic. Una altra opció és la soldadura amb làser, un procés lliure de vibracions que produeix soldadures netes i tancades entre diversos polímers. Aquests avantatges i una estètica superior fan que la soldadura amb làser sigui la tecnologia d’elecció dels components plàstics utilitzats en moltes aplicacions mèdiques avançades, des de proves de diagnòstic in vitro fins a tecnologies portables per al control remot o el lliurament de medicaments microfluídics.
Hi ha moltes opcions, problemes i reptes en el disseny, desenvolupament i producció de solucions de procés de connexió fiables i repetibles. L’expertesa proporcionada pel proveïdor de connexió de materials pot tenir un impacte positiu en tot, des de la prova del concepte fins al prototipat, l’escalabilitat, la recollida de dades i el compliment. Impliqueu experts en enginyeria experimentats en una fase inicial per tal que els fabricants puguin determinar la millor tecnologia de connexió per als seus productes. Per als venedors de dispositius mèdics que dissenyen i fabriquen en diversos continents, també és important treballar amb proveïdors de tecnologia mundials capaços que puguin proporcionar coneixements de fabricació i fabricació de soldadura locals i recolzar la implementació de muntatges d'equips.
