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激光技术在医疗制造领域显身手

材料来源：激光世界录入时间：2012-2-27 9:04:58

激光技术凭借着精密、可靠、灵活、高速等自身特性，已经在医疗器械生产中的打标、切割和焊接等应用中，展现出了卓越的优势。

Trumpf公司

人们从来没有像今天这样重视过健康。除了医生的技能和药品外，医疗技术也是构成健康和高质量生活的决定性要素。在德国，大约有11,000家公司和150,000名人员致力于医疗技术的发展和生产工作。由于此行业的多样性并且涉及的大多是小公司，因此创新就变得非常关键。

来自德意志联邦教育和研究部的调查数据显示，上市两年以下的产品为德国的医疗技术公司贡献了过半的销售额。根据德国医疗技术协会2006/07年度报告，医疗技术领域有平均超过7%的销售额再次投入了研发领域。相比较而言，重化工业领域重新投入研发的比例为销售额的5%，而制造业则是3.8%。此外，德国慕尼黑专利局的研究表明，医疗技术的专利超过14,700项，位例行业发明榜首，并占所有应用的11.4%；位居其后的是通信工程，占10%；数据加工占6.7%。全球的情况大致也是这样。根据美国医生的调查显示，在过去30年中的10大最重要的医疗创新中，其中技术产品就占据了6个位置。

以人为本的激光技术

创新研究需要创新生产。特别是在技术与人体健康密切相关的情况下，这点比在其他领域显得更为重要。没有什么东西能比手术器械切割得更深。像动脉瘤夹这样的重要植入物，其看起来就像个小小的回形针，但是当涉及神经外科手术时，那就是关乎生死的大事了。而像起搏器这样的动态植入物，甚至已经成为了人体的一部分。由于医疗器械对材料、产品质量以及加工的要求相当高，这就要求具有非常苛刻的生产环境和良好的工艺规划——而这正是激光技术大显身手的舞台。

由于激光器的多功能性和特殊能力，它是切割、焊接和打标医疗技术产品的最佳生产工具。正如通快医疗技术部应用经理Alexander Knitsch博士所说的那样，“激光器是小型化的先驱，是微细加工的先驱，它使得很多新产品的设计变得完全可能，如可实现用于打标的最小25μm的光斑直径、和用于表面材料去除及微加工的最小10μm的光斑直径。”另外，激光器可以将定位精度精确到1μm，尽管这个数值目前还是理论化的，并受到机械轴和整个系统性能的限制，但是却足以显示出激光技术的潜在优势。而且激光器可以精确地调整，这样热输入就能得到精准控制，并能进行调适以适合温度敏感材料的加工。

激光器的高度灵活性，特别适用于种类繁多、并且是小批量需求的医疗器械的生产。小单元可以通过人工生产或半自动化生产实现。对于批量生产，激光器可以简易地集成到生产线上，并实现自动化生产。快速的加工工具，加之CAD数据向机器生产控制单元的简便传送，都大幅提高了生产效率。根据客户的实际需求和现有的生产能力，专业的系统集成商可以为客户提供交钥匙型解决方案或单个系统配置。例如，美国创新激光技术有限公司（ILT）就是一家系统集成商，该公司对医疗技术领域的需要有着深入的了解，并致力于为医疗器械的生产过程提供激光解决方案。ILT公司创始人Steven D. Weiss表示：“一个系统的真正成功，是从如何设计各个部件、并让它们更好地联合工作开始的。”

一致可靠的加工质量

众所周知，激光器与手术的精准度息息相关。激光能快速、可靠地完成手术任务，并且激光的脉冲与脉冲之间具备卓越的稳定性，因而可以实现一致的、可重复的手术质量。德国内窥镜专家卡尔·史托斯公司（Karl Storz）激光部门负责人Wolfgang Karl表示：“对于我们来说，激光器最大的优势就是工件返工次数少。另外，使用激光器还能简化加工过程，其中某些产品的加工时间能缩短50%之多。”

激光加工实现的表面质量，能够符合医疗领域无瑕疵、无凹槽、无折痕，无毛刺以及无裂纹的苛刻要求。例如，用激光焊接内窥镜管接缝，表面平滑牢固，并具有基础材料那样的生物相容性。通过设置合适的参数，激光还可以在医疗器械上实现永久性的高质量打标。用激光实现用于骨折的复杂植入系统的切割，能够实现光滑的表面和无毛刺的边缘。激光焊接点的强度非常稳定。例如，在镍钛合金支架上只有几微米大小的焊接点，可以承受高达70牛顿的压力。

在医疗器械制造中，除了对单个工件的高质量要求外，重要零件的生产也应具有一致、可重复性和可验证性的特点。医疗技术产品的生产绝不允许出现质量不稳定和较大的公差。试想一下，一个不够完善的起搏器会给患者带来什么后果呢？高度先进的激光技术，确保了所有工件能够具备始终如一的质量。

通快最新的激光器能够实现卓越的加工质量，并且可以使用高质量的数据储存工具来记录并保存相关的加工参数。“关于加工质量，激光技术比其他生产方法具有更为突出的优势。激光根据明确规定的参数工作，例如脉冲长度、脉冲宽度或脉冲重复速度，而这些参数可在任何时间设定、保存、测试和重现。”Knitsch博士说道。随着医疗器械制造领域的各种要求不断提高，激光技术也将在医疗器械制造领域扮演越来越重要的角色。

激光能为医疗领域做什么

切割

l 精准、容易

l 为开孔管和空心零件实现最小半径

l 多种切割角度

l 可切割厚度从小于0.1毫米到几毫米

l 最小热影响区

l 最小毛刺成形