گفت‌وگوی اختصاصی با مایکل بورنر درباره جوشکاری فراصوت پلاستیک‌ها: راهکاری نوین برای تولید محصولات پزشکی بدون چسب
بسپار/ایران پلیمر تیم خبری K در مصاحبه هایی جداگانه با برخی غرفه گذاران این نمایشگاه در سال 2025 به بررسی روندهای فناوری می پردازد. مصاحبه زیر یکی از این گفت و گوهای فنی ست که در گروه ترجمه و تولید محتوا در ایران پلیمر ترجمه شده است.
🔍در ابتدا لطفا برایمان توضیح دهید چرا شرکت Herrmann Ultraschalltechnik تصمیم گرفته است به جای چسب از فناوری جوشکاری فراصوت در تولید محصولات پزشکی پوشیدنی استفاده کند؟
مایکل بورنر (رئیس توسعه کسب‌وکار جهانی پلاستیک در Herrmann Ultraschalltechnik): یکی از مشکلات بزرگ در تولید محصولات پزشکی پوشیدنی، مثل حسگرهای دائمی قند خون (CGM)، استفاده از چسب‌هایی است که گاهی حاوی موادی مانند ایزوبورنل آکریلات (IBOA) هستند. این مواد شیمیایی می‌توانند باعث تحریک پوست و حتی واکنش‌های حساسیتی شوند. فناوری جوشکاری فراصوت این مشکل را کاملا حل می‌کند، چون نیازی به استفاده از چسب یا مواد شیمیایی ندارد و کاملا با استفاده از ارتعاش‌های مکانیکی، قطعات پلاستیکی را به‌طور ایمن به هم متصل می‌کند.
🔍این فرایند دقیقا چگونه کار می‌کند؟ چگونه می‌توانید بدون استفاده از چسب، دو قطعه پلاستیکی را به هم بچسبانید؟
مایکل بورنر: در این روش، ولتاژ الکتریکی به ارتعاش‌های مکانیکی تبدیل می‌شود و این ارتعاش‌های توسط ابزاری به نام sonotrode به قطعات منتقل می‌شود. این ارتعاش‌ها باعث ایجاد اصطکاک در نقاط تماس از پیش تعیین‌شده می‌شوند و دمایی کافی برای ذوب پلاستیک در همان نواحی ایجاد می‌کنند. در نهایت، یک اتصال قوی و محکم در سطح مولکولی شکل می‌گیرد که هیچ نیازی به استفاده از چسب‌های شیمیایی ندارد.
🔍این روش چه مزایایی نسبت به روش‌های سنتی مثل چسب‌کاری یا جوشکاری گرمایی دارد؟
مایکل بورنر: این فرایند بسیار سریع‌تر و کارآمدتر است. بسته به نوع محصول، اتصال می‌تواند در عرض چند صدم ثانیه انجام شود و بلافاصله بعد از آن قطعات آماده‌ی استفاده هستند. هم‌چنین مصرف انرژی این روش بسیار کم است، چون انرژی فقط در نقطه اتصال متمرکز می‌شود، درحالی‌که روش‌های گرمایی نیاز به دمای بالا و مداوم دارند که مصرف انرژی را می‌افزاید.
از طرف دیگر، روش‌های چسب‌کاری نیازمند زمان برای خشک شدن هستند و هم‌چنین ممکن است باعث ایجاد فشار گرمایی بر قطعات شوند، که احتمال آسیب‌دیدگی یا تغییر شکل را می‌افزاید. اما در جوشکاری فراصوت چنین مشکلاتی وجود ندارد.
🔍این روش چگونه از آسیب‌های گرمایی یا مکانیکی به قطعات حساس مثل حسگرهای پوستی جلوگیری می‌کند؟
مایکل بورنر: این موضوع به تنظیم دقیق پارامترهای جوشکاری بستگی دارد. در آزمایشگاه‌های ما، برای هر کاربرد خاص، آزمایش‌های دقیق انجام می‌دهیم تا بهترین ترکیب از نیرو، زمان و دامنه‌ی ارتعاش تعیین شود. هم‌چنین از ابزاری به نام تولیدکننده جهت انرژی (energy direction generator) استفاده می‌کنیم تا انرژی فقط به نقطه خاصی از اتصال متمرکز شود و سایر بخش‌های قطعه تحت کمترین فشار گرمایی و مکانیکی قرار گیرند. این طراحی دقیق از آسیب به بخش‌های حساس جلوگیری می‌کند.
🔍آیا تمام انواع پلاستیک‌ها برای جوشکاری فراصوت مناسب هستند؟
مایکل بورنر: بله، در اصل تمام گرمانرم‌های رایج را می‌توان با استفاده از فراصوت به هم متصل کرد. البته هر نوع پلاستیک خواص منحصربه‌فردی دارد و این ویژگی‌ها در تعیین پارامترهای جوشکاری بسیار تاثیرگذار هستند. با بهره‌گیری از بانک‌های اطلاعاتی و سال‌ها تجربه، ما می‌توانیم حتی چالش‌برانگیزترین برنامه‌ها را نیز با موفقیت حل کنیم.
🔍چگونه از کیفیت یکنواخت جوش در تمامی مراحل تولید اطمینان حاصل می‌کنید؟
مایکل بورنر: این یکی از نقاط قوت اصلی فناوری جوشکاری فراصوت است. سامانه‌ی کنترل هوشمند ما در طول فرایند جوشکاری تا ۱۵۰ پارامتر مختلف را برای هر اتصال ثبت و کنترل می‌کند. این اطلاعات ذخیره شده و در هر لحظه قابلیت دسترسی دارند. تولیدکنندگان می‌توانند از این داده‌ها برای کنترل کیفیت دیجیتال و بدون خطا بهره ببرند.
🔍این فناوری برای قطعاتی با طراحی پیچیده نیز مناسب است؟
مایکل بورنر: بله، اما در این قطعات باید مواردی مانند ضخامت دیواره‌ی ماده و ترکیب‌های مختلف مواد در نظر گرفته شود. طراحی مناسب درز جوش و همکاری نزدیک با مشتری برای توسعه‌ی بهترین راه‌حل بسیار مهم است، به‌ویژه در مورد قطعات پیچیده که نیاز به دقت بالاتری دارند.
🔍 در نمایشگاه K 2025 چه برنامه‌ای برای معرفی این فناوری دارید؟
مایکل بورنر: قصد داریم در این نمایشگاه، کاربردهای مختلف جوشکاری فراصوت را به صورت زنده نشان دهیم. یک قطعه آزمایشی جدید طراحی کرده‌ایم که قابلیت‌های گسترده این فناوری را به بازدیدکنندگان نمایش می‌دهد. هم‌چنین نحوه ادغام این فناوری در خطوط تولید خودکار را به نمایش می‌گذاریم تا تولیدکنندگان بتوانند حتی در سامانه‌های موجود خود نیز از این فناوری بهره ببرند.
🔍 چرا نمایشگاه K برای شما اهمیت زیادی دارد؟
مایکل بورنر: این نمایشگاه یک رویداد بین‌المللی با بازدیدکنندگانی از سراسر جهان است. ما فقط در حوزه‌ی پزشکی فعالیت نمی‌کنیم؛ بلکه در صنایع خودروسازی، بسته‌بندی و منسوجات نیز فعال هستیم. این رویداد فرصتی عالی برای ماست تا دستاوردها و نوآوری‌های خود را به نمایش بگذاریم و ارتباطات تجاری جدیدی برقرار کنیم. منتظر استقبال گرم بازدیدکنندگان در سالن ۱۱، غرفه F28 هستیم.
