医疗设备行业对制造过程的精密性、可靠性和安全性的要求非常高。激光塑料焊接技术，特别是LPKF推出的先进激光波长2 µm焊接系统，已成为推动医疗设备制造商技术性变革的解决方案。此文探讨了激光塑料焊接在医疗应用中的具体优势，尤其是通过2 µm激光波长焊接系统的微流道以及胰岛素泵的制造。

1.激光波长2um的洁净焊接技术，应对透明对透明的塑料部件

LPKF推出的激光波长2um塑料焊接技术作为一种高洁净度、精准且可靠的塑料连接解决方案，彻底解决了医疗器械领域中透明对透明塑料部件的制造难题。该技术利用不同激光波长对于不同塑料的透射率和吸光率，在塑料部件之间形成分子键合，从而产生可靠的气密接合。

常规的塑料激光焊接系统激光波长为980nm，大部分光能都会透过透明塑料，而使用2μm激光波长塑料焊接系统时，虽然仍会有一些光能透过塑料，但更多的光能会被塑料自然吸收，即使塑料在光学上是透明的。

对于大多数透明的热塑性塑料，2μm激光器将传输约70-85%的激光能量，并吸收和保留剩余的15-30%的能量，且不含任何添加剂。这种吸收会在整个接合界面产生体积加热和熔化，从而实现牢固的焊接。

图中展示了普通光学透明塑料在不同波长下的透射率

2um激光波长激光焊接的关键性技术优势

透明对透明塑料部件的激光焊接过程无粘合剂，排除添加剂的潜在生物相容性问题；焊缝美观-满足高端医疗器械外观设计需求；洁净加工方式，保持光学清晰度，用于诊断类应用；激光柔性加工方式使新设计成为可能；先进的扫描光学器件以微米级精度引导激光束，确保焊接精度和一致性。

超精细焊缝：激光光斑小于 0.3 mm

高重复精度：精度为 ±5 微米

出色的多功能焊接能力：非常适合处理叠加、搭接以及复杂形状的几何结构

热影响区降到最低：降低了敏感元器件的热应力

2μm焊接需求主要来自医疗行业。典型的应用包括：微流体设备、管道、连接器、导管、体外设备、诊断盒等。

2.LPKF定制化解决方案突破技术难点

LPKF为应对医疗行业的高门槛技术挑战，通过与客户的紧密合作，提供了定制化解决方案。

合规性：LPKF 的系统旨在支持符合医疗器械法规，包括 FDA 要求和 ISO 13485 标准。

洁净室兼容性：LPKF激光塑料焊接系统匹配洁净室环境，无颗粒物的洁净加工过程对医疗制造至关重要。

工艺验证：LPKF 塑料焊接技术覆盖全面的工艺监控和文档记录功能，以支持医疗器械制造商的验证要求。

细分领域应用解决方案：公司与医疗设备制造商密切合作，从微流道到植入式装备开发量身定制的解决方案。

微流道装置制造工艺中的挑战

微流体装置在医疗诊断、药物输送系统和芯片实验室中应用的重要性日益加剧。装置对制造工艺要求非常高，其工艺难点就在于通道的完整性，如何保持只有几微米宽的微通道尺寸精准。

案例分享：微流体诊断探针筒

2 μm 激光焊接能力实现塑料部件的连接，且对微通道几何形状热影响最小。超精细焊缝（小至 100 μm）确保通道与设计尺寸保持一致。通过差压监测确保制造高质量的微流体组件，真正实现精确控制诊断测试中体液或试剂的流动。

案例分享：透明微流体晶片使用了透明对透明的焊接技术

精准的激光能量控制最大限度地减少了热影响区，防止精密微流道结构翘曲或变形。塑料的光学清晰度高，对于依赖可视化或光谱分析的诊断设备至关重要。

3.胰岛素泵壳制造：精度与可靠性相结合，国际订单验证技术实力

胰岛素泵适用于需要持续胰岛素治疗的糖尿病患者，尤其是1型糖尿病患者，通过提供精确和灵活的胰岛素管理，帮助患者更好地控制血糖，减少并发症的风险，提高生活质量。这样的可穿戴医疗设备必须可靠、耐用和安全。

胰岛素泵的工作原理在于接受控制系统指令后驱动储药器活塞，将胰岛素经输液管精准注入患者皮下。目前市场上，贴敷式胰岛素泵因其便携性优势逐渐受到青睐，这种设计去除了导管式胰岛素泵中的连接导管，将输注留置针集成为底板，可直接贴敷于皮肤上。当前，Tandem、美敦力、Insulet等知名企业已成为该领域的主要竞争者。

展望未来，随着糖尿病治疗对胰岛素泵需求的日益增长，其市场规模也在稳步攀升。

全球领先的胰岛素泵制造商对于泵壳的组装，已从超声波焊接工艺过渡到 LPKF激光塑料焊接工艺，完美解决工艺痛点，提高了产品品质，密封性显著提高，次品率降低了40%。激光焊接支持复杂的几何形状以及薄壁设计趋势，满足了年轻糖尿病患者对产品的外形尺寸、便携性、可穿戴性的高要求，而且激光塑料焊接可以连接各种医用级热塑性塑料，包括胰岛素泵中常用的塑料，如聚碳酸酯 （PC）、聚乙烯 （PE） 和各种尼龙。这种兼容性使得设计人员能够根据性能要求来选择材料。

4.LPKF对创新和未来发展的承诺

激光塑料焊接，特别是LPKF先进的2um技术，代表了医疗设备制造能力的重大飞跃。随着医疗设备不断向微型化、功能化和可靠性的方向发展，激光塑料焊接发挥着越来越重要的作用。采用这项技术的制造商不仅能获得生产优势，还能设计出以往传统连接方法无法实现的创新方案，最终通过更优质、更可靠的医疗设备，为医疗提供者和患者带来福祉。

来源：LPKF乐普科

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