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激光焊接带来好听力
作者:Leister工艺技术有限公司 Oliver Hinz    来源:PT现代塑料
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塑料焊接机/熔接机展厅
塑料焊接机, 超声波焊接机, 塑料焊枪, 塑料熔接机, ...
依据掩膜焊接原理的激光焊接促进了助听器的开发。当今的助听器越做越小,佩戴位置也进入了耳内。因此,为了保证助听器发挥其可靠功能,有必要在声输出区提供防护。在Phonak新型“智能卫士”的耳垢防护原理中,小小的垫圈上焊接了一种具有高弹性、极薄的隔膜。瑞士莱丹科技公司开发的掩膜焊接工艺使这一高精度的连接工艺成为可能。

避免污染

当今世界听力障碍、听力下降的情况很普遍。大多数情况下,这些病症都可以通过使用新型的助听器得到很大程度的缓解。

助听器的不断研发,使得助听器出现小型化趋势,从而为用户提供更小、更舒适、肉眼不可见的助听器。现今的助听器各式各样:一般分为BTE(耳背式)助听器和ITE(耳内式)助听器。除了技术上的差异外,ITE助听器主要是视觉上的优势,即,ITE助听器的形状决定了其不可见性。

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Leister WS工作站中,隔膜被焊接到耳垢防护器上

所有助听器都面临着一个大问题:耳道内产生的耳蜡(也称耳垢)对声输出造成污染。扩音器(也称耳塞),尤其是ITE助听器的扩音器,位于耳道较深区域。为保证助听器长时间发挥功能,必须提供有效防护,避免污染、受潮。助听器对此的防护要求比较高:除声学性质外,强度、耐久性、介质耐性、始终如一的高品质都起着重要作用。

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当今典型的ITE助听器只有小指尖那样大小

Phonak是一家瑞士的专业助听器生产商,营业额高达10亿瑞士法郎以上,全球市场份额占16%~17%,是当之无愧的世界领先助听器生产商之一。Phonak不断创新,对有听力障碍的人群改善生活质量做出巨大贡献。其创新之一就是这款名为“智能护卫”的耳垢防护器。该防护器采用15μm厚的隔膜保护声输出区,避免耳垢污染、受潮,对声学性质无任何重大不利作用。该隔膜装在热塑性垫圈上。尽管与垫圈连接的面积小,但连接强度却非常高。隔膜上积淀的任何物质均可通过软布常规擦拭清除。软布擦拭清除对隔膜或垫圈连接没有任何损害,因此可以确保耳垢防护器具有较长的工作寿命。

激光焊接同时还意味着连接达到了必要的介质耐性。该防护器的建议使用期为两个月,超过了现有织物防护系统的使用期。使用期过后,耳垢防护器可以采用特制工具替换,非常方便。

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带15μm厚隔膜的“智能护卫”防护系统
采用激光焊接连接在垫圈上

掩膜焊接

膜焊接工艺是一项由瑞士激光系统制造商瑞士莱丹集团开发并申请专利保护的焊接工艺,该工艺利用了激光透射焊接原理,用于将隔膜焊接到垫圈上。该工艺涉及将对激光辐射透明的连接件焊接到吸收连接件的过程。对耳垢防护器而言,隔膜对激光辐射是透明的。而垫圈则采用热塑材料制成,有固定的形状。垫圈颜色是黑色的,因此可以吸收激光辐射。掩膜焊接工艺中,掩膜插在激光源(二极管激光器)和元件之间。线性、准直的(也即平行的)激光束发射到待连接的部件上。由于掩膜遮挡,激光辐射仅仅冲击到没有被掩膜遮挡的待连接部件上。使用掩膜使制造最精确的结构成为可能。这就意味着,掩膜焊接可以实现高精度制造。

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掩膜焊接的原理。处于掩膜阴影之下的表面不会受到激光辐射。

掩膜焊接的焊接原理可以满足更高的要求,将焊接面积减少到最小。这就意味着,隔膜声学活性表面的可用面积更大。可以说,只有采用掩膜焊接工艺,才能在最小焊接面积条件下达到必要的强度。掩膜焊接工艺的另一大优势在于其可令焊接熔池的深度最小,从而可以避免出现焊道。这样也具有三维重现性和声学上的优势。

Phonak就这一要求较高的应用技术对不同的连接工艺进行了评价。一般而言,焊接要求具有机械、化学活性的耐性。与其它工艺相比,激光焊接有如下优点。其一,无须对表面进行预处理,如等离子体辐照或打底(使表面化学活化)。这样的预处理对薄膜会造成不利影响。由于空间上的限制,发生熔化的连接工艺在此是不可接受的。

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采用“交钥匙”方式提供的塑料焊接用激光机NOVOLAS WS

经证明,掩膜焊接的高度重现性相对于需要使用其它材料的连接工艺而言是一大优势。

除工艺技术方面的原因外,掩膜焊接还有经济上的优势。与其它工艺相比,掩膜焊接的原料消耗较低。采用半自动化的批量加工工艺艺,可以在诸如NOVOLAS WS的工作站内完成。这样,就可以在一年内生产数以百万的产品。尤其是没有其它材料的消耗,就使得该连接工艺更加经济。

前景

由于以上所述的性质,掩膜焊接工艺特别适合医学技术上的各种应用。这样,就可以在熔料不流入孔眼的前提下,将薄膜焊接到微孔版上。掩膜焊接还一般被推荐用于射流技术,尤其是微流体元件。这种精确、成本效益的工艺广泛应用于娱乐电子和电脑周边的产品。

Leister还开发了径向焊接工艺。利用该工艺可将旋转对称的部件焊接在一起,而不发生相对于激光的移动。医学技术中,该工艺用于焊接导管附件。径向焊接工艺还应用于传感器技术、射流技术和自动化工程。

Leister的专利GLOBO焊接工艺也用于医学技术。采用GLOBO焊接工艺,可将连接件动态地压接在一起,比如,可将两个透明的薄膜焊接在一起。热能经吸热的黑色底层传递给薄膜(黑色底层的熔点高于待连接的部件)。该工艺可用于焊接面积大的元件和环形装置。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (9/3/2009)
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