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醫(yī)療設(shè)備焊接是一個重要的生產(chǎn)步驟，需要確保各產(chǎn)品零部件在產(chǎn)品預(yù)期壽命內(nèi)牢固、無縫地連接。電阻焊和激光焊是這一領(lǐng)域最常用的兩種技術(shù)。以下是人們在選擇某一焊接方法之前應(yīng)考慮的因素，選擇某一焊接方法之前，人們需要考慮若干因素。

陶瓷材質(zhì)設(shè)備激光焊創(chuàng)新

陶瓷兼具生物相容性和抗碎性，在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域尤受關(guān)注。這些特性讓它們非常適合生物醫(yī)學(xué)植入物等應(yīng)用。但直到最近，陶瓷焊接一直是項艱巨的挑戰(zhàn)，因為傳統(tǒng)焊接方法需將工件放入加熱爐里并暴露在高溫下，導(dǎo)致開裂。

值得欣喜的是，一個研究小組設(shè)計了一種使用激光焊連接陶瓷的工藝方法，且無需加熱熔爐。參與激光焊連接陶瓷件的成員表示，在這一創(chuàng)新之前，始終無法將電子器件嵌入陶瓷——因為高溫會導(dǎo)致后者損毀。

這種新焊接方法被稱為超快脈沖激光焊接。該方法將一系列短激光脈沖對準(zhǔn)兩個陶瓷部件之間的區(qū)域，通過激光脈沖形成局部熔化，從而使兩塊陶瓷連接到一起。但研究人員必須在幾個方面進行優(yōu)化——如每個脈沖的持續(xù)強度和時間。

研究人員證實，聚焦能量將能夠只加熱陶瓷的必要位置，從而在不損壞脆弱的嵌入式電子器件的情況下，將陶瓷件連接到一起。這項研究凸顯了在選擇電阻焊或用激光焊連接材料時，考慮醫(yī)療設(shè)備所用材料類型的重要性。

另一種與陶瓷相關(guān)的焊接方法是電阻釬焊。這是一種電阻焊，但涉及到金屬與陶瓷的融合，與上述研究人員的焊接方法略有不同。無論如何，對于所有涉及焊接的醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)品，了解所用材料對于優(yōu)化結(jié)果至關(guān)重要。

兩種方法均可滿足電池焊接需求

成功的醫(yī)療設(shè)備焊接需要仔細(xì)考慮許多看似微小的方面。只有融合這些細(xì)節(jié)才能實現(xiàn)積極的結(jié)果。其中之一是焊接電纜的載流量，或者說線路能夠安全傳輸而不會過熱或中斷的最大電流。研發(fā)醫(yī)療設(shè)備的工程團隊還必須考慮焊接與產(chǎn)品的電池電量的關(guān)系。

過去的40多年里，人們一直依靠電阻焊將與電池相關(guān)組件裝入醫(yī)療設(shè)備中。在此期間，制造商已經(jīng)從許多改進中獲益，包括提高焊接質(zhì)量和提供額外選擇的改進。

然而，激光焊接也是一種選擇，并且由于可以將激光源聚焦到極小的直徑，因此通常是首選。這也是一種非接觸式、非消耗性的焊接方法。要記住的一點是，激光焊接是一種上世紀(jì)80年代中期推出的較新的技術(shù)。因此，偏好最成熟的醫(yī)療設(shè)備焊接方案的決策者可能會選擇非激光焊接。

數(shù)字孿生可以對比電阻焊和激光焊

即使是在電阻焊和激光焊方面擁有豐富經(jīng)驗的人。有時也會發(fā)現(xiàn)很難抉擇醫(yī)療設(shè)備項目焊接方法。幸運的是，數(shù)字孿生可以幫助填補空白，讓他們在實際嘗試一種焊接方法之前，事先虛擬再現(xiàn)預(yù)期的結(jié)果。

數(shù)字孿生與模擬不同，允許人們同時研究許多復(fù)雜的過程。醫(yī)療設(shè)備制造特別適合使用數(shù)字孿生，因為公司需要創(chuàng)新才能保持成功。它為制造商提供了一種相對安全的方式判斷哪些東西有效/無效。

也許一家公司最初優(yōu)先考慮通過電阻焊來制造設(shè)備。使用激光焊會提供更好的質(zhì)量保證、更低的成本，或其他好處嗎？數(shù)字孿生允許人們看到改變焊接方法的可能結(jié)果。虛擬化環(huán)境可以幫助他們了解他們可能尚未考慮過的利弊。

對于金屬加工廠來說，投資數(shù)字孿生技術(shù)越來越普遍。通過這樣做，這些加工廠的人員可以測試不同的焊接方法，而無需將時間和金錢投入到可能成為現(xiàn)實失敗的方法中。數(shù)字孿生并不能防止出錯，但可以降低出錯的可能性。

在一個案例中，研究人員開發(fā)了一種數(shù)字孿生體，以研究和提高協(xié)作機器人焊接的安全性。由于這是相對較新的焊接選擇，首先在數(shù)字領(lǐng)域試錯的能力可以避免出現(xiàn)危險或代價高昂的后果。然而，它也可以幫助人們確定對于特定的醫(yī)療設(shè)備或應(yīng)用，電阻焊或激光焊哪種更好。

所有醫(yī)療設(shè)備焊接案例都沒有明確的答案

做好醫(yī)療設(shè)備焊接需要仔細(xì)考慮并關(guān)注所有方面。非要說激光焊接最好，或者應(yīng)該主要優(yōu)先考慮使用電阻焊，都是過于短視的。然而，當(dāng)決策者充分了解與特定設(shè)備相關(guān)的所有細(xì)節(jié)或?qū)⑹褂迷撛O(shè)備的患者的需求時，將有利于他們做出最明智的選擇。