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Como parte de su línea de productos al servicio de la industria de la ciencia, Merck suministra membranas de microfiltración para investigación en biociencias, así como para su uso en la fabricación de dispositivos médicos de alta tecnología que requieren filtración avanzada. En muchos casos, estas membranas de filtro extremadamente delicadas deben sellarse sin problemas a una carcasa de plástico para filtrar potenciales contaminantes microscópicos, agua y aire. Recientemente, Merck trabajó con un fabricante médico de Utah que había elegido una membrana de microfiltración Merck para su uso en su nuevo dispositivo de microfiltración.
Durante la prueba, el fabricante descubrió que no podían sellar la membrana de Merck con éxito en su carcasa de plástico. El fabricante intentó el sellado térmico y la soldadura por ultrasonidos. Ambos procesos degradaron la membrana de PVDF de 125 μm lo suficiente como para que el sellado no se mantuviera debido a la presión creada por el tamaño de poro de 0,2 micras de la membrana. Para complicar aún más el desafío, el sello necesitaba resistir las demandas de un alto volumen de producción, ya que el fabricante preveía producir 1 millón de productos por año.
Merck buscó a un experto en ultrasonidos y contactó con Emerson, Branson para ayudar a optimizar el proceso de herramientas y ensamblaje y resolver el problema de sus clientes. Los ingenieros de Branson evaluaron el equipo, las características de los materiales y las especificaciones de soldadura que se usaban sin éxito para crear el sellado requerido. Para resolver el problema, Branson diseñó parámetros de proceso personalizados, utilizando Amplitude Profiling ™. El conjunto de fijación y sonotrodo con FEA (análisis de elementos finitos) también maximizó la efectividad de soldadura ultrasónica de alta frecuencia (40 kHz), que hace coincidir exactamente las especificaciones de soldadura con las propiedades de los materiales que se unen.
Las pruebas de prototipos utilizando una nueva fijación reconfigurada y las nuevas especificaciones de soldadura consiguieron los resultados que Merck y su cliente estaban buscando. El fabricante del dispositivo de Utah podía contar con un sello hermético de 360° consistente y repetible que resistiría las demandas de producción de alto volumen y un ciclo de tiempo reducido, lo que también redujo los costes generales de producción.
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