慕尼黑华南激光展

医疗器械行业加工要求苛刻？激光加工技术缓解难题！

2021年06月28日

突如其来的疫情给各行各业带来了深远的影响，“后疫情”时代，中国医疗器械行业仍在稳步发展。医疗器械在其制造过程中对环境及加工器械的洁净性、精密性及稳定性有着近乎苛刻的要求，而激光加工技术因具有加工精准、灵活性高、加工质量优异、后处理少或无需后处理等诸多优势，在医疗器械行业中已被广泛应用，其主要加工工艺包括激光焊接、激光切割和激光打标等，应用前景良好。

2021年华南先进激光及加工应用技术展览会将于10月28-30日在深圳国际会展中心（宝安新馆）举办，本届展会面向华南激光器应用市场，将开辟全新激光器专区，联手华南地区各类型激光器重要企业，展出先进激光器创新成果及应用新场景，应用领域涵盖医疗、新能源、锂电、电子、机器视觉、智能制造等，本期将为大家重点介绍激光在医疗器械行业中的应用。

激光在医疗器械上有哪些应用？

激光焊接：
激光焊接技术在医疗设备制造中拥有巨大的应用市场，可以说医疗设备的制造很大程度上离不开激光焊接。主要原因是在医疗器械的制造中，大部分厂商使用的原材料都是不锈钢或者铝合金制品，它们对于焊接的精度和稳定性需求非常高。激光焊接工艺可以使焊接效果光滑平整，焊缝精致细密，尽可能保持外形的美观。激光在焊接过程中都是非接触加工，同时，焊接的能量密度高度集中，焊接时加热和冷却速度快，热影响区小，避免了素材的形变。

此外，使用激光加工可以自动焊接，无需焊丝焊料，环保卫生。而且焊接工艺稳定，焊缝表面和内在质量好，加工完成后工件性能高。目前该工艺已被用于手术器械、植入物、及不锈钢、钛合金器具、微创器械、牙科手术器械、外科手术器械和心脏起搏器等器械的焊接。在内窥镜加工上，激光将细管焊接在一起，精确定量的激光脉冲作用区域小，使得工件热反应区小，确保工件不会扭曲变形。

激光切割：
激光切割是使用激光束通过熔化或者烧灼材料来进行材料切割的工艺，可以使工件表面平滑、减少毛刺，且无需后续加工。由于灵活性强，激光可以更佳地适应医疗器械业的不同领域，例如加工矫形植入体。聚焦的激光束在工件的表面被吸收后可以将材料熔化，与此同时，用与激光束同轴的气体来提供机械能量（如化学能量）可移除被激光熔化的材料。此外，通过借助于一些惰性气体，如氮气、氩气或氦气等，配合激光还可实现“清洁切割”，既可以保证切口表面不会发生化学反应，相对来说也没有毛刺和碎片，且热影响区小。

图：激光焊接图：激光切割

激光钻孔：

激光钻孔的主要原理是：通过将激光束聚焦到直径约等于所需孔的直径大小，并聚焦到固定的材料表面，通过一系列的激光脉冲熔化材料来去除它，直到形成一个洞。一种连续钻孔的方法被称为飞行钻孔（drill on-the-fly，缩写为DoF），它是在冲击打孔的基础上，将组件以特定的速度旋转，达到以特定的排列方式来钻孔的目的。换句话说，就是在特定排列的孔洞位置处施以单一的激光脉冲，然后在随后的组件旋转过程中，额外的激光脉冲会继续被施加到每个孔洞的位置，直到形成所需要的孔。
无论是在生产内窥镜、医疗器械还是植入体中的金属材料方面，激光器都能精确工作，实现快速及重复性加工，并达到优质的加工质量。

激光打标：
在医疗器械业，产品标识、可追溯性和防剽窃等受到人们的高度重视。以外科器械为例，在不锈钢外科手术和牙科设备上打标时，通过激光加工标记的标识更易读取，甚至对于消毒次数的耐受情况可增加百倍。更重要的是，激光打标是在绝对光滑的表面上打标，可防止细菌粘着在医疗器械表面，对于医疗器械而言，其意义不言而喻。此外，经过打标的物体其表面并未经过耐腐蚀的化学钝化处理，能让防腐涂层即使经过数年的使用以及无数次的清洗和消毒，依然平滑光亮。通过在金属材料表面形成回火色或者在塑料表面产生变色，激光束能在始终保持高分辨率的情况下快捷地产生所有标记、图形或者二维码。但材料在采用高温消毒时也不会对标记造成破坏，而目前，除了激光加工之外，任何一种其他工艺都做无法同时到这一点。

图：激光钻孔图：激光打标

激光烧灼：

激光烧灼技术因其多功能性被目前业界认为是顶级的医疗制造工艺之一。制造商可以依次去除—微米厚的材料层，从而以极高的精度对医疗设备进行制造。该技术可用于金属和聚合物类等多种医疗产品，包括神经血管、心血管和导管产品等。
激光烧灼技术的潜力几乎是无限的，因为它采用了类似于增材制造的技术理念，但是该方法是去除一层而非一次添加一层。

除了以上列举的应用之外，激光技术在医疗领域的应用也越来越多：
在激光诊断方面，激光可穿透到组织较深的地方进行诊断，直接反映组织病况，为医生诊断提供充分的依据；
在激光治疗方面，激光手术治疗切口小，对组织基本没有损害或损害极小，毒副作用反应少。目前，激光临床应用领域包括近视矫正、视网膜修补、蛀牙修复、分子级微创手术等。
同时，激光也是医学诊断的关键技术，不仅解决了诸多医学难题，还为医学发展做出了贡献。

图：激光技术在牙科与视力矫正中的应用

激光加工技术不论是在医疗器械方面还是在其他医疗领域中的应用，都将促进未来激光医疗行业的进一步发展，其未来发展空间广阔。与此同时，也象征着我国激光市场将迎来更加蓬勃的发展期。

2021年华南先进激光及加工应用技术展览会将覆盖激光加工、先进激光器、光学检测等展示范围，多方位展现激光这一现代化技术在医疗器械加工领域中的应用解决方案。展会还将携手Vision China（深圳），提供更多质量控制与检测技术，助力激光在医疗领域应用的延伸。双展联动，同期同地举办，与行业优质企业同行，整合顶层优势资源，10月28日-30日，我们将在深圳国际会展中心（宝安新馆）9号馆打造一场更新的激光加工与各领域跨界合作新平台！