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激光焊接工藝實現(xiàn)閉環(huán)醫(yī)療設(shè)備回收,減少浪費
材料來源:ACT激光聚匯           錄入時間:2024/1/10 22:36:57

文/Tom Hoover,Emerson公司

如今,包括貴重醫(yī)療設(shè)備在內(nèi)的許多可穿戴設(shè)備,在使用后都會被丟棄。Branson公司的新型解焊技術(shù),提供了一種回收和再利用有價值部件的方法。

隨著全球人口的增長和老齡化,對各種醫(yī)療設(shè)備的需求也在不斷增加,從可穿戴的健身和健康狀況監(jiān)測器,到輕便易用的治療和給藥設(shè)備,種類繁多,不一而足。可穿戴設(shè)備包括智能手表和健身追蹤器、可穿戴血壓監(jiān)測儀、脈搏血氧儀,以及使用越來越多的生物和病毒檢測傳感器。還有一些測試和治療產(chǎn)品,包括血糖檢測設(shè)備和可穿戴連續(xù)血糖監(jiān)測儀、腎上腺素和胰島素筆,以及植入式胰島素輸注設(shè)備。

保健和醫(yī)療設(shè)備巨大的使用量也帶來了巨大的廢物流,給制造商、醫(yī)療服務(wù)供應(yīng)商和消費者帶來了代價高昂的處理難題。很多設(shè)備都有電源,并含有可回收和能再利用的有價值部件,如電池、專用電路和邏輯電路、貴金屬、塑料等?上У氖牵缃翊祟愒O(shè)備很少被回收、再利用或再循環(huán)。

圖1:Emerson 公司的Branson 3G激光焊接設(shè)備,目前被用作醫(yī)療設(shè)備中塑料焊縫“解焊”工藝的一部分,從而實現(xiàn)了高價值部件的回收和再加工,減少了醫(yī)療設(shè)備的浪費。

顯然,任何能夠回收和再利用的有價值部件和材料的閉環(huán)回收方法,都可以為設(shè)備制造商帶來可觀的回報。因此,為了在循環(huán)經(jīng)濟(jì)中使用而設(shè)計的醫(yī)療設(shè)備受到了廣泛關(guān)注。

典型的“智能”醫(yī)療設(shè)備通常由多個部件組合而成,包括電源、電子元件、顯示器、傳感器,這些組件被封裝在一個緊湊、可穿戴的或便攜的塑料外殼中。例如,戴在手上的腕表或監(jiān)測器、手持式監(jiān)測器、吊墜上的傳感器、指夾式血氧儀或帶有緊湊型充氣/顯示單元的血壓袖帶。超聲和激光焊接技術(shù)可以經(jīng)濟(jì)且永久地粘合耐用的塑料,因此對于保護(hù)敏感的設(shè)備部件至關(guān)重要。

然而,“永久”焊接也是一把雙刃劍。在制造過程中如果有設(shè)備沒有通過性能測試,除非進(jìn)行破壞性拆卸,永久焊接(超聲及激光焊接等)是沒法被打開的。因此,制造商難以進(jìn)行故障分析,并且很難回收有價值的內(nèi)部組件以供后續(xù)使用。因此,從實際角度來看,故障設(shè)備和所有有價值的部件都變成了工藝廢品,這對制造商來說是一種損失。

圖2:Emerson專家研發(fā)了一款可移動的解焊工作平臺,該平臺采用了Branson 3G激光焊接機(jī)和STTIr技術(shù),可實現(xiàn)手動或全自動操作。

為了設(shè)計服務(wù)于循環(huán)經(jīng)濟(jì)、并減少廢物流的醫(yī)療設(shè)備,設(shè)備制造商越來越關(guān)注那些可以更好地支持閉環(huán)回收的產(chǎn)品設(shè)計和裝配技術(shù)。在此過程中,第一步也是最關(guān)鍵的一步,是有效地重復(fù)使用現(xiàn)有部件,減少和消除制造過程中的浪費。

針對設(shè)備制造商的詢問,Emerson專家開發(fā)出了一種Branson塑料焊接工藝,該工藝可以安全無損地“解焊”醫(yī)療設(shè)備和可穿戴設(shè)備中常用的塑料。該工藝目前正處于商業(yè)試驗階段,它采用了Emerson開發(fā)的STTIr激光焊接專利技術(shù),并結(jié)合了產(chǎn)品特定的拆解工具。

利用此“解焊”技術(shù),設(shè)備制造商成功地打開了塑料設(shè)備外殼,實現(xiàn)了無損故障分析,并回收了有價值的功能部件(如無線發(fā)射器/接收器組件、印刷電路板、電子組件、顯示器和電池)用于新設(shè)備的組裝。甚至從廢棄設(shè)備上拆卸下來的塑料,也可用于再加工或回收。

對于尋求閉環(huán)醫(yī)療設(shè)備再加工或再循環(huán)的制造商來說,這種新的解焊工藝邁出了實質(zhì)性的第一步。它可以最大限度地提高產(chǎn)量,以及提高可用部件及材料的利用率,最大限度地減少與生產(chǎn)過程相關(guān)的廢物和處理成本,有助于制造商達(dá)到 UL 2799A標(biāo)準(zhǔn),即零廢物分類的環(huán)境索賠確認(rèn)程序(ECVP)標(biāo)準(zhǔn)。

圖3:如今,包括貴重醫(yī)療設(shè)備在內(nèi)的許多可穿戴設(shè)備,在使用后都會被丟棄。Branson新型解焊技術(shù),提供了一種回收和再利用有價值部件的方法。

雖然這種解焊技術(shù)直接的生產(chǎn)效益可能很顯著,但其更大的潛力可能在不久的將來出現(xiàn)在循環(huán)經(jīng)濟(jì)中。如果制造商能夠?qū)⒋罅肯M后的醫(yī)療設(shè)備拆解,回收高價值部件并對其再利用,情況會如何呢?

對于透析護(hù)理設(shè)備等生物危害性廢品,如果有一種完美的方法來拆卸、移除和隔離生物危害性部件,然后將剩余部件(通常占設(shè)備體積的90%或更多)進(jìn)行再加工、回收,情況又會怎么樣呢?

以上兩種場景展現(xiàn)了解焊工藝的無限潛力,為大規(guī)模回收和再處理數(shù)以百萬計的組件和設(shè)備打開了大門。由于處理受管制的醫(yī)療廢品的成本是處理普通品的 50-100倍,因此,該解焊工藝僅在減少廢品處理成本方面就體現(xiàn)了巨大潛力。 


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