כיצד ריתוך קולי מפשט את הרכבת המוצרים הרפואיים
מכיוון שמוצרי פלסטיק רבים מורכבים מכדי שיוכלו להיות מעוצבים ביצירה יחידה, יתכן שיהיה צורך להרכיב את מרכיביהם למוצר מוגמר בשיטה אחת משלוש שיטות חיבור: מחברים מכניים, דבקים או ריתוך פלסטי.
ריתוך קולי הוא טכניקת הרכבה תעשייתית פופולרית המשתמשת בחום ולחץ ליצירת ריתוך במצב מוצק בין חלקי הפלסטיק. הרכיבים קבועים בכלי ואז הם נתונים לתדר גבוה (10-70 קילו הרץ), משרעת נמוכה (1-250 מיקרומטר) ויברציות מכניות, ויוצרים חיכוך אינטרמולקולרי, ממיסים את משטח ההזדווגות ויוצרים קשרים מולקולריים חזקים. ריתוך אולטרה-סאוני נמצא בשימוש נרחב כדי להצטרף לרכיבי פלסטיק תרמו-מעוצבים מכיוון שהם אינם דורשים ממסים כימיים, דבקים, ברגים או תוספים.
תהליך הריתוך הקולי משולב בייצור ואוטומציה של חלקים בעלי נפח גבוה מכיוון שמחזור הריתוך מהיר - בדרך כלל פחות משנייה - ואין צורך במוצרים מתכלים. עיצובים חלקים פלסטיים אופייניים דורשים שינויים קלים בלבד בכדי להבטיח רכיבי ריתוך קולי חוזק גבוה וניתן לחזור. השינוי הנפוץ ביותר (בדרך כלל "בטיחות עובש") מוסיף "מנהל אנרגיה" קטן לממשק החלק. מנהל האנרגיה נמס וזורם להצטרף לשני המשטחים. בתנאים אידיאליים, שרשראות הפולימר מכל צד של חלק ההזדווגות נודדות בממשק וניתנות להבחנה מחומר האב.
ניתן לרתך אולטרה-סיסי בעזרת תרמופלסטים רבים, אמורפיים (כגון קלקר) וקריסטל למחצה (כמו ניילון). באופן אידיאלי, שני החלקים בריתוך צריכים להיות מאותו חומר. עם זאת, אם טמפרטורות ההתכה (טמפרטורות מעבר זכוכית, Tg) של הפלסטיקה השונה הן קרובות מאוד, ניתן לבצע ריתוך קולי בשילוב של הרבה פלסטיקים שונים.
ריתוך קולי יכול לספק יתרונות משמעותיים בהרכבת מכשירים רפואיים שאחרים היו צריכים להיות מחוברים באמצעות ברגים וממסים. לקלסרים ולממסים יש זמני עיבוד ארוכים יותר, עשויים להכניס זיהום וקשה להפיץ אותם במדויק. מכשירים כירורגיים זעיר פולשניים כמו צנתרים, קנולות, פתיונות וכורכסים השיגו בדרך כלל הצלחה רבה עם חיבורי אולטרסאונד.
ליישומים בהם התנודות המשמשות לריתוך קולי יכולות להשפיע לרעה על רכיבים מיקרואלקטרוניים או על מבני רכיבי דיוק כמו ממברנות או פילטרים, ניתן להשיג טכניקות חיבור פלסטי אחרות. אפשרות נוספת היא ריתוך בלייזר, תהליך נטול רעידות המייצר ריתוכים נקיים ואטומים בין פולימרים שונים. יתרונות אלה ואסתטיקה מעולה הופכים את ריתוך הלייזר לטכנולוגיה שבחרת לרכיבים פלסטיים המשמשים ביישומים רפואיים מתקדמים רבים, החל ממוצרי בדיקת אבחון חוץ גופית ועד טכנולוגיות לבישות לניטור מרחוק או אספקת תרופות מיקרו-פלואידיות.
ישנן אפשרויות בחירה, בעיות ואתגרים רבים בתכנון, פיתוח וייצור של פתרונות תהליכי חיבור אמינים וחוזרים על עצמם. המומחיות המסופקת על ידי ספק החיבור החומרי יכולה להשפיע לטובה על כל דבר, החל מהוכחת מושג ועד אבות טיפוס, מדרגיות, איסוף נתונים ותאימות. צור מומחים הנדסיים מנוסים בשלב מוקדם כדי לאפשר ליצרנים לקבוע את טכנולוגיית החיבור הטובה ביותר למוצריהם. עבור משווקי מכשירים רפואיים המתכננים ומייצרים ביבשות מרובות, חשוב לעבוד גם עם ספקי טכנולוגיה בעלי יכולת גלובלית שיכולים לספק מומחיות וייצור מקומי של ריתוך ותמיכה ביישום הרכבת ציוד.
