【摘要】
激光技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械的制造過(guò)程，包括標(biāo)記、焊接、切割、微加工等，是名副其實(shí)的瑞士軍刀。本文介紹了工業(yè)激光在醫(yī)療器械制造中的四種應(yīng)用及效率最高的產(chǎn)品。
激光技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械的制造過(guò)程，包括標(biāo)記、焊接、切割、微加工等，是名副其實(shí)的瑞士軍刀。本文介紹了工業(yè)激光在醫(yī)療器械制造中的四種應(yīng)用及效率最高的產(chǎn)品。
一、激光打標(biāo)—用于企業(yè)及產(chǎn)品和零件的信息識(shí)別和可追溯性
我們常見(jiàn)的醫(yī)療設(shè)備，包括骨螺絲、起搏器、聽(tīng)覺(jué)植入器、內(nèi)窺鏡設(shè)備等。，會(huì)用激光打標(biāo)。激光打標(biāo)可以永久提供公司和產(chǎn)品信息，具有耐腐蝕性，保證長(zhǎng)期可追溯性。是直接識(shí)別零件的方法，也是美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局FDA認(rèn)可的識(shí)別方法。
激光打標(biāo)有幾種不同的激光器。這些激光可以分為紫外線(UV),紅外線(IR),遠(yuǎn)紅外線(FIR)和超短脈沖(USP)皮秒和飛秒激光，這取決于產(chǎn)品材料。
對(duì)于不銹鋼醫(yī)療設(shè)備，標(biāo)志必須滿足以下條件：
耐腐蝕
無(wú)表面夾雜物
生物相容性
能夠經(jīng)受多次清洗
對(duì)不銹鋼而言，USP激光器能滿足上述條件，并能通過(guò)嚴(yán)格的熱硝酸試驗(yàn)，獲得最佳綜合效果。
二、激光焊接—連接非常小而復(fù)雜零件的理想方法
應(yīng)用于小型精密醫(yī)療設(shè)備的點(diǎn)焊、縫焊及密封?？珊附有∮?毫米尺寸的零件或局部位置。這種微焊常用于起搏器、手術(shù)刀片、內(nèi)窺鏡儀器和電池。
用于微焊的激光包括脈沖Nd:YAG，連續(xù)波(CW)光纖，納秒級(jí)光纖，準(zhǔn)連續(xù)波(QCW)光纖以及高倍放大器(HBDD)激光。應(yīng)該注意根據(jù)不同的應(yīng)用選擇最合適的激光。
點(diǎn)焊可用激光。20-200微米光斑→光纖激光器；200-1000微米光斑→脈沖激光器。
脈沖納秒激光(Ns)是焊接非常小的金屬零件的最佳選擇，金屬零件厚度僅為0.25毫米，斑點(diǎn)尺寸不足50微米。脈沖Ns激光幾乎適用于任何材料的焊接，為小零件和新材料的組合提供了新的機(jī)會(huì)。
除金屬焊接外，激光還廣泛應(yīng)用于塑料零件焊接，具有清潔、無(wú)污染、美觀的特點(diǎn)。
三、激光切割—刀片、軸、套管等，可以精密切割
激光切割技術(shù)非常適合切割剃須刀、精密軸、支架、套管、皮下注射針等。
激光切割一般分為兩種方法:
氣體輔助切割通常與微秒激光一起使用。激光燒蝕是一種利用納秒、皮秒或飛秒脈沖激光直接燒蝕材料表面，不需要任何后處理工序，熱影響區(qū)最小。氣體輔助切割是激光切割醫(yī)療器械產(chǎn)品中最常用的方法，其速度和精度足以保證良好的切割質(zhì)量和切割寬度。然而，隨著管道的直徑和特性越來(lái)越小，激光燒蝕技術(shù)的使用更加有效。該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)10微米級(jí)特征尺寸和切口寬度的切割。
四、激光微加工—精密表面結(jié)構(gòu)和打孔
激光器微加工適用于醫(yī)療器械的制造，如針頭、導(dǎo)管、可植入設(shè)備和微型儀器的表面紋理加工和鉆孔。常用的超短脈沖(USP)激光。由于短脈沖連續(xù)時(shí)間能更有效地去除材料，即能量輸出少，切割效果好，幾乎不需要后處理。
激光器微加工過(guò)程并不特別快，但卻是非常精確的過(guò)程。飛秒超短波脈沖激光在聚合物表面處理中的典型應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)高程處理和高程處理的精確控制。
不間斷電源激光器也能在針頭上鉆出非常小而精確的小孔，直徑僅為80-200微米。另外，激光微加工系統(tǒng)還能通過(guò)編程加工圓孔、方孔或橢圓孔，以幫助控制藥物通過(guò)針頭輸送。在不同的材料中，激光還能加工出不同類型的微小結(jié)構(gòu)，包括金屬，聚合物，陶瓷和玻璃。
激光微加工的另一個(gè)主要應(yīng)用是線剝離。在這種應(yīng)用中，飛秒激光通過(guò)選擇性燒蝕去除表層厚度為20微米的聚氨酯涂層，不會(huì)損壞底層材料。
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