医療機器用の超音波溶接

超音波溶接医療機器に特に適していますそれは部品材料を使います結合を形成し、このような接着剤や接着剤などの追加の材料を併用しない。 高速で清潔で効率的で再現可能なプロセス、超音波溶接は、多くのアプリケーションのためのプラスチック部品のセットだけに接合するのに理想的です。 に 入手 これらの しかし、あなたは容易に選択する必要があります。素材、ジョイントの設計、設計 そして、ツーリングは適切に、溶接プロセスを設計および最適化し、次にプロセスを制御します。

この 超音波溶接に関する実証済みプロセスシリーズは高度に焦点を当てます。 典型的な溶接装置の背景、備品および一般的な溶接ガイドラインは、超音波溶接の主要な供給者のいずれかを通して見出すことができる。 「 「もっと より多くの 情報」）

超音波溶接のための共同設計

超音波溶接の概念は単純であるが、堅牢な関節を設計し、効果的な溶接プロセスを開発するプロセスはかなり複雑になる可能性がある。 典型的には、ノミナルジョイントデザイン、ネストおよびホーン設計およびエネルギーカプラ利得から始まり、溶接面で公称振動振幅を得る。 次に、このプロセスは、ジョイントの形状を適応させ、溶接プロセスパラメータ（エネルギー利得、エネルギー、エネルギー包絡線、圧力、圧力、および ）を最適化することとの間で反復する。

に 良好な溶接を作成すると、部品は完成した溶接部と比較して比較的小さい面積にわたって初期接触をする必要があります。 この 融解を開始させる/ 柔らかい超音波振動後すぐに。

小さい初期接点を作成する際の2つの一般的なアプローチ

• エネルギーディレクタージョイント
• せん断関節

図 図1. 三角エネルギーディレクターの例

An エネルギーディレクターホーンが接触した部分の特徴です（TOTH-PORT）。 図を参照してください。 三角形の断面で、三角形の点が部品の間に最初の接触を提供する点で、エネルギーディレクターは小さな接点の振動エネルギーを集中させます。

図 図2. . せん断接合例

A せん断関節強度を提供し、気密を作り出すために使用することができます。 示されるように、部品は最初に小さく干渉するように設計されている。 超音波振動が加わって角が部分を押し下げると、上部が底部に入る。 多くの異なるジョイント形状が可能であるが、全ての効果的なアプローチは、このような小さい初期接触面積を提供する何らかの方法を使用する。

基本を超えて

超音波溶接のための共同設計の基礎を理解したら、それ以外の機能と機能を持っているものにジョイ​​ントを設計することができます。 部品を接着する機能だけ。

実証済みプロセスで設計および開発された埋め込み型、加圧、組み合わせデバイスがいくつかの超音波溶接部を適用しています。その 製造。 装置アセンブリの最後の溶接部は、装置ハウジングのカバーをベースに接着する。 これらの 2つの大きな円形部品、直径約70 mm、望遠鏡。溶接されています。 構造的完全性を提供することに加えて、同じ関節は他の機能と特徴とのようなものを網羅しています。

図3. .実績のあるプロセス加圧力; 同心円状のせん断関節。 そして成功した部分。

• 溶接と組み立て形状を制御するための関節機能

位置合わせは正しい溶接とその結果として生じる品質にとって重要です。 それらを整列させて位置決めするために部品に様々な種類の機能を成形することができます。それぞれに関して。 超音波ツールの巣とホーンはまた、適切な位置合わせを手助けするための機能を設計することができます。 溶接。

図4. . アライメント機能を有する関節の例

図4では、左のスケッチは滑り嵌合物によるジョイントアライメントを示しています。隣接 表面。 右スケッチは、溶接部として上部ピースを内側に押し上げる位置合わせ機能面取りを示しています。 面取りアライメント特徴は、加圧部の2つの同心円状の筐体片を中心としている。

図5. .装置の例では、2つの円形部品望遠鏡。 最初のせん断接点のすぐ下の材料の傾斜または面取り面積に注意してください。 2つの同心部分、この面取りは部品間の中心位置を維持するのに役立ちます。溶接されています。

に アセンブリの一貫した高さを維持し、あなたは関節を維持する停留所で成形することができます。 シェルフストップ 溶接。

図6. ストップウェルドとの関節の例特徴

• FLASHおよび/ または の関節機能粒子

超音波溶接プロセスによって生成され、粒子に敏感な領域に着陸するフラッシュまたは緩い粒子 医師の故障を引き起こします。 Flashおよび/ または を含む特徴とジョイントを設計する粒子、そしてあなたのクリーニングによって緩い粒子を除去できることを確認してください。

図7. この 加圧装置内の関節の断面図です。 デバイスの内部は左にあります。 ジョイントは、デバイスの外部に発生したフラッシュが発生するように設計されています。通常の洗浄プロセスで除去することができます。 製造 ジョイントはA 「フラッシュ トラップ」 Flashが作成されたものをさらに含めるこのせん断接合部は溶接されている。

図8. . フラッシュトラップの特徴を持つ関節の例

写真では、せん断ジョイントデザインのフラッシュトラップが示されています。 捕獲された標準ラウンドも示されています。Oリング気密シールを高めるために。 右図において、剪断接合部を有するフラッシュトラップの第2の例を示す。 小さな長方形のオープンエリアは融解のための場所を提供します。溶接してフラッシュとゴミが トラップ内に含まれています。

• 追加機能のための共同設計機能

あなたの 機能的または化粧品の部品を保持するための機能を持つ関節を設計することができます。あなたのような溶接デバイスの例では、 の場合 の場合ジョイントは溶接されており、 QUAD SIDED を保持して圧縮します。 Oリング 気密を強化する。 周囲の柔らかいプラスチック縫合糸フィート周囲の縫合を可能にします。

図9 。 クアッドとの関節の例Oリング シールと縫合糸のフィート

設計と溶接プロセスの最適化

超音波溶接継手の開発は正確ではありません。 すべての部品とすべての溶接部には、その個体があります。 ジョイント設計と溶接プロセスが一緒に仕事をすることは何らかの反復を必要とするでしょう。 関節がする必要があるものを決定します。特定の超音波溶接用の溶接部の強度、特長、および機能性を測定し評価します。 あなたの このような検査に加えて、プルおよび剪断試験または圧力漏れ試験を行うことができる。

初期のジョイントジオメトリを開発した後、公称寸法で一連のプロトタイプ部品を作り、おそらく別のフィット（例えば、/ LASERなど）をご了承ください。望遠鏡が望遠鏡である2つの部分のディスク形状アセンブリのための1つのアプローチは、外側部分上で同じIDを使用し、内側部分のODを厳密か緩めます。 デザインを調整してさらにテストを実行します。あなたは溶接している関節を持っています。

その後 のときあなたは一緒に働く共同設計と溶接プロセスを達成しました、あなたはあなたの医療機器の製造の中で一貫して清潔で速い溶接を楽しみにしています。

医療機器のための超音波溶接時のこのシリーズの次の論文では、実績のあるプロセスでは、材料、ホーン、アンビルの設計を議論し、さらに最適化します。