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激光技术决定速度——通快激光器在医疗行业登峰造极
2011-11-17  来源:  作者:

     众所周知,激光器和手术精准度息息相关,它们能快速、可靠地完成任务,具备脉冲对脉冲稳定性以及一致的、可重复的质量。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。而通快激光器在医疗技术生产领域的打标、切割和焊接的应用已达到了登峰造极的地步,其灵活、精准、可重复的特性为医疗行业持续健康的发展提供重要保障。


     我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。例如,在德国,大约有11000 家公司和150000 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部分是小公司,创新就变得很关键。

     根据德意志联邦教育和研究部的研究,上市两年以下的产品能帮助德国的医疗技术公司获得过半的销售额。根据德国医疗技术协会2006/07年度报告,平均超过7% 的销售额用于投入研发。相比较而言,重化工业5% 的销售额重新投入研发,而制造业则是3.8%。德国慕尼黑专利局的研究表明医疗技术的专利超过14700项,位列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%,以及数据加工占6.7%。事实上,全球的情况大致也是这样。根据美国医生的调查,技术产品位列过去30 年中10 大最重要医疗创新的第六位。


     以人为本的技术

     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可能看起来像一个回形针,但当涉及神经外科手术时,那就是关乎生死的事了;像起搏器这样的动态植入物甚至是人体的一部分。由于医疗器械对材料、产品质量以及加工文档的要求相当高,这就要求具有非常苛刻的生产环境和良好的工艺规划——而这恰是激光技术所擅长的。

     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。通快医疗技术部应用经理Alexander Knitsch 博士这样描述道:“激光器是小型化的先驱。激光器是微细加工的先驱,它使得很多新产品的设计变得完全可能,如用于打标的最小25 微米焦点直径激光和用于表面材料去除及微加工的最小10微米焦点直径激光。”另外,激光器可精确定位至1 微米。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。激光器可以精确地调整,这样热导入就能得到精准的控制并进行调适以迎合温度敏感材料的特性。激光器高度的灵活性特别适用于产品品种繁多但只是小批量需求的器械领域。小单元可以人工或半自动化生产。对于大规模生产,激光器可以简易地自动化并集成到生产线上。快速加工时间和CAD 数据简便传送到机器控制单元都提高了效率。专业集成商的交钥匙解决方案或单个系统配置的可用性取决于要求和现有的内部能力。像美国集成商创新激光技术有限公司(ILT)这样的公司知道医疗技术需要什么并且推荐已用于规划过程中的激光解决方案。ILT 创始人和主要股东Steven D.Weiss 说:“系统的成功真正起始于如何设计部件和它们的联合应用。”

     可重复的质量

     众所周知,激光器和手术精准度息息相关。它们能快速、可靠地完成任务,具备脉冲对脉冲稳定性以及一致的、可重复的质量。德国内窥镜专家卡尔• 史托斯公司激光部经理Wolfgang Karl 说:“对于我们来说,激光器最大的优势就是工件返工次数少。”“使用激光器同样能简化加工程序,一些产品的工序能减少50% 左右。”他继续说道。激光器加工的表面质量高能符合医疗无瑕疵、凹槽、折痕,毛刺或裂纹的要求。例如,用激光器焊接内窥镜管接缝,表面平滑、坚不可摧,拥有像基础材料那样的生物相容性。填充材料就不那么必要了。就如同伤口感染者对高碱性清洗和高温杀菌具有免疫力那样,使用合适的参数可以在器械上实现永久,高质量的激光打标。例如,用于骨折的复杂植入系统的切割角度有光滑的表面和无毛刺的边缘。激光焊接点具有稳定的强度。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达70牛顿的压力。

     除了单个工件的高质量要求外,重要零件的生产也应具有一致、可重复和可验证的特点。质量的改变和宽泛公差被排除在医疗技术产品的生产之外。一个不够完善的起搏器是不堪设想的。高度先进的光束技术确保从第一个工件开始就有统一的、可重复的质量保证。

     与所需功率相比,通快最新激光器的1 微秒的实际功率为100 万次/秒。每10 微秒,脉冲会调整。通常,一个脉冲长度,也就是5 微秒,脉冲形成可随意调整。使用高质量的数据储存工具可记录并保存相关参数。“关于加工质量,激光器有比其他生产方法更突出的优势。它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挑选、保存、测试和重新设置。”Knitsch 博士如是说道。

     随着存档和验证的要求越来越高,激光器也变得越来越重要。
  

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