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激光醫(yī)療
激光技術(shù)在醫(yī)療制造領(lǐng)域顯身手
材料來源:激光世界           錄入時間:2012-2-27 9:04:58

激光技術(shù)憑借著精密、可靠、靈活、高速等自身特性,已經(jīng)在醫(yī)療器械生產(chǎn)中的打標(biāo)、切割和焊接等應(yīng)用中,展現(xiàn)出了卓越的優(yōu)勢。

Trumpf公司

 人們從來沒有像今天這樣重視過健康。除了醫(yī)生的技能和藥品外,醫(yī)療技術(shù)也是構(gòu)成健康和高質(zhì)量生活的決定性要素。在德國,大約有11,000家公司和150,000名人員致力于醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)工作。由于此行業(yè)的多樣性并且涉及的大多是小公司,因此創(chuàng)新就變得非常關(guān)鍵。

 來自德意志聯(lián)邦教育和研究部的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,上市兩年以下的產(chǎn)品為德國的醫(yī)療技術(shù)公司貢獻了過半的銷售額。根據(jù)德國醫(yī)療技術(shù)協(xié)會2006/07年度報告,醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域有平均超過7%的銷售額再次投入了研發(fā)領(lǐng)域。相比較而言,重化工業(yè)領(lǐng)域重新投入研發(fā)的比例為銷售額的5%,而制造業(yè)則是3.8%。此外,德國慕尼黑專利局的研究表明,醫(yī)療技術(shù)的專利超過14,700項,位例行業(yè)發(fā)明榜首,并占所有應(yīng)用的11.4%;位居其后的是通信工程,占10%;數(shù)據(jù)加工占6.7%。全球的情況大致也是這樣。根據(jù)美國醫(yī)生的調(diào)查顯示,在過去30年中的10大最重要的醫(yī)療創(chuàng)新中,其中技術(shù)產(chǎn)品就占據(jù)了6個位置。

 以人為本的激光技術(shù)

創(chuàng)新研究需要創(chuàng)新生產(chǎn)。特別是在技術(shù)與人體健康密切相關(guān)的情況下,這點比在其他領(lǐng)域顯得更為重要。沒有什么東西能比手術(shù)器械切割得更深。像動脈瘤夾這樣的重要植入物,其看起來就像個小小的回形針,但是當(dāng)涉及神經(jīng)外科手術(shù)時,那就是關(guān)乎生死的大事了。而像起搏器這樣的動態(tài)植入物,甚至已經(jīng)成為了人體的一部分。由于醫(yī)療器械對材料、產(chǎn)品質(zhì)量以及加工的要求相當(dāng)高,這就要求具有非?量痰纳a(chǎn)環(huán)境和良好的工藝規(guī)劃——而這正是激光技術(shù)大顯身手的舞臺。

 由于激光器的多功能性和特殊能力,它是切割、焊接和打標(biāo)醫(yī)療技術(shù)產(chǎn)品的最佳生產(chǎn)工具。正如通快醫(yī)療技術(shù)部應(yīng)用經(jīng)理Alexander Knitsch博士所說的那樣,“激光器是小型化的先驅(qū),是微細加工的先驅(qū),它使得很多新產(chǎn)品的設(shè)計變得完全可能,如可實現(xiàn)用于打標(biāo)的最小25μm的光斑直徑、和用于表面材料去除及微加工的最小10μm的光斑直徑。”另外,激光器可以將定位精度精確到1μm,盡管這個數(shù)值目前還是理論化的,并受到機械軸和整個系統(tǒng)性能的限制,但是卻足以顯示出激光技術(shù)的潛在優(yōu)勢。而且激光器可以精確地調(diào)整,這樣熱輸入就能得到精準(zhǔn)控制,并能進行調(diào)適以適合溫度敏感材料的加工。

激光器的高度靈活性,特別適用于種類繁多、并且是小批量需求的醫(yī)療器械的生產(chǎn)。小單元可以通過人工生產(chǎn)或半自動化生產(chǎn)實現(xiàn)。對于批量生產(chǎn),激光器可以簡易地集成到生產(chǎn)線上,并實現(xiàn)自動化生產(chǎn)?焖俚募庸すぞ,加之CAD數(shù)據(jù)向機器生產(chǎn)控制單元的簡便傳送,都大幅提高了生產(chǎn)效率。根據(jù)客戶的實際需求和現(xiàn)有的生產(chǎn)能力,專業(yè)的系統(tǒng)集成商可以為客戶提供交鑰匙型解決方案或單個系統(tǒng)配置。例如,美國創(chuàng)新激光技術(shù)有限公司(ILT)就是一家系統(tǒng)集成商,該公司對醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域的需要有著深入的了解,并致力于為醫(yī)療器械的生產(chǎn)過程提供激光解決方案。ILT公司創(chuàng)始人Steven D. Weiss表示:“一個系統(tǒng)的真正成功,是從如何設(shè)計各個部件、并讓它們更好地聯(lián)合工作開始的。”

一致可靠的加工質(zhì)量

眾所周知,激光器與手術(shù)的精準(zhǔn)度息息相關(guān)。激光能快速、可靠地完成手術(shù)任務(wù),并且激光的脈沖與脈沖之間具備卓越的穩(wěn)定性,因而可以實現(xiàn)一致的、可重復(fù)的手術(shù)質(zhì)量。德國內(nèi)窺鏡專家卡爾·史托斯公司(Karl Storz)激光部門負責(zé)人Wolfgang Karl表示:“對于我們來說,激光器最大的優(yōu)勢就是工件返工次數(shù)少。另外,使用激光器還能簡化加工過程,其中某些產(chǎn)品的加工時間能縮短50%之多。”

激光加工實現(xiàn)的表面質(zhì)量,能夠符合醫(yī)療領(lǐng)域無瑕疵、無凹槽、無折痕,無毛刺以及無裂紋的苛刻要求。例如,用激光焊接內(nèi)窺鏡管接縫,表面平滑牢固,并具有基礎(chǔ)材料那樣的生物相容性。通過設(shè)置合適的參數(shù),激光還可以在醫(yī)療器械上實現(xiàn)永久性的高質(zhì)量打標(biāo)。用激光實現(xiàn)用于骨折的復(fù)雜植入系統(tǒng)的切割,能夠?qū)崿F(xiàn)光滑的表面和無毛刺的邊緣。激光焊接點的強度非常穩(wěn)定。例如,在鎳鈦合金支架上只有幾微米大小的焊接點,可以承受高達70牛頓的壓力。

在醫(yī)療器械制造中,除了對單個工件的高質(zhì)量要求外,重要零件的生產(chǎn)也應(yīng)具有一致、可重復(fù)性和可驗證性的特點。醫(yī)療技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)絕不允許出現(xiàn)質(zhì)量不穩(wěn)定和較大的公差。試想一下,一個不夠完善的起搏器會給患者帶來什么后果呢?高度先進的激光技術(shù),確保了所有工件能夠具備始終如一的質(zhì)量。

通快最新的激光器能夠?qū)崿F(xiàn)卓越的加工質(zhì)量,并且可以使用高質(zhì)量的數(shù)據(jù)儲存工具來記錄并保存相關(guān)的加工參數(shù)。“關(guān)于加工質(zhì)量,激光技術(shù)比其他生產(chǎn)方法具有更為突出的優(yōu)勢。激光根據(jù)明確規(guī)定的參數(shù)工作,例如脈沖長度、脈沖寬度或脈沖重復(fù)速度,而這些參數(shù)可在任何時間設(shè)定、保存、測試和重現(xiàn)。”Knitsch博士說道。隨著醫(yī)療器械制造領(lǐng)域的各種要求不斷提高,激光技術(shù)也將在醫(yī)療器械制造領(lǐng)域扮演越來越重要的角色。

 

激光能為醫(yī)療領(lǐng)域做什么

 切割

精準(zhǔn)、容易

為開孔管和空心零件實現(xiàn)最小半徑

多種切割角度

可切割厚度從小于0.1毫米到幾毫米

最小熱影響區(qū)

最小毛刺成形

 

 焊接

小焊點直徑和窄焊縫

非接觸、無壓力

最小熱影響區(qū)

無孔、防漏

防腐蝕

具有基礎(chǔ)材料的生物相容性

復(fù)雜輪廓焊接

可手動、自動操作

  打標(biāo)

牢固、耐磨損

不怕高溫滅菌

具有基礎(chǔ)材料的生物相容性

最小熱輸入

能靈活、快速創(chuàng)造文字與圖片

可標(biāo)記金屬和非金屬

最佳分辨率可達25μm


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