Laserstrahlschweißen
Laserschweißen in der Medizintechnik
Hohe Anforderungen werden an Medizintechnische Produkte hinsichtlich ihrer Sicherheit und Reinheit gestellt. Aber auch die Optik, das Design muss stimmen. Diese Anforderungen kann das Laserschweißen als Verbindungstechnik erfüllen.
Das Verschweißen der Gehäuseteile medizintechnischer Geräte darf keine sichtbaren thermischen Spuren hinterlassen und die von der Wärme beeinflusste Zone muss besonders klein sein, um das Innenleben, häufig aus empfindlicher Elektronik bestehend, nicht zu schädigen. Außerdem darf sich das Gehäuse anschließend nur noch zerstörend öffnen lassen.
Das ist bei dem Gehäuse für ein Blutzuckermessgerät umgesetzt worden. Es besteht aus zwei Teilen, beide aus dem Werkstoff ABS schwarz, einmal lasertransparent pigmentiert. Insgesamt neun Schweißstellen gewährleisten die Festigkeit der Verbindung bei einer Prozesszeit – einschließlich Überwachung der Temperatur – kleiner drei Sekunden. Das Schweißverfahren wurde schon in der Bauteilekonstruktion berücksichtigt. Die Schweißstellen liegen auf drei Gehäuseseiten und sind zwischen 3 und 16 mm² groß. Das Schweißen geschieht simultan mit neun direktstrahlenden Diodenlasern von Jenoptik Laserdiode bei einer maximalen optischen Leistung von 30 Watt.
In Versuchen mit unterschiedlichen Schweißparametern wurde die optimale Konfiguration ermittelt. Sie liegt bei einer optischen Leistung von 18 Watt. Bei 0,8 Sekunden Dauer wird eine besonders feste Verbindung erzielt, die Oberflächentemperatur erreicht kurzfristig und sehr eng begrenzt maximal 110 Grad Celsius.
Realisiert wurde das auf einer Schweißanlage von Jenoptik Automatisierungstechnik, Typ Votan W. Da die Maschine der Laserklasse 1 entspricht, ist kein Laserschutzbeauftragter erforderlich. Ausgasungen wurden keine festgestellt und Abbauprodukte fallen nicht an. Hilfsstoffe sind keine erforderlich. Damit steht nicht nur eine besonders schnelle, sondern auch eine umweltfreundliche und sichere Technologie für diese und anderer Anwendungen zur Verfügung.
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