大多數醫療器械，特別是可重復使用的醫療器械都是由某種類型的不銹鋼制成的。針對這些不銹鋼的激光切割技術已廣為人知并得到廣泛應用。采用納秒脈沖的光纖激光器是制造不銹鋼產品的主要選擇，因為這些激光器能夠提供更快的速度和更高的吞吐量。飛秒 (fs) 激光器僅用于切割非常薄的海波管、具有精致細節的部件，或者需要此類激光器提供的卓越邊緣質量的應用場合。

切割醫療器械制造 (MDM) 中使用的其他“小眾”金屬通常會帶來一些不同的挑戰，但激光切割的多功能性幾乎總能提供出色的解決方案。讓我們來看看激光切割如何／為什么能夠應用于三種完全不同的金屬類型：鎂、鎳鈦合金和鉑（以及金）。

鎂支架的飛秒激光切割

僅在美國，每年就有超過 200 萬個支架被植入患者體內。激光切割，特別是飛秒激光切割，是制造這些支架的理想選擇，因為它可以輕松提供所需的邊緣質量，極大限度減少對機械和/或化學后處理的需求。同樣重要的是，完全集成的自動化機器簡化了管狀坯料的 3D 切割。這些機器支持濕式切割，這有助于確保在切割非常細的管材時，后壁不會遭受熱損傷。

由于支架部位有時會重新形成斑塊和造成血管阻塞，導致再狹窄問題，近年來，可解決該問題的生物可吸收支架的應用越來越廣泛。最早的生物可吸收支架是用聚乳酸 (PLLA) 等有機物制成的。最初使用的是綠光皮秒激光，但結果并不理想，因此，飛秒激光很快得到采用，并成為事實上的標準。之后科研人員開發出可吸收金屬（鎂）支架作為另一種替代材料。鎂的熱特性意味著光纖激光加工會產生一個不尋常的問題，即切割表面會產生小金屬液滴。這些液滴需要通過機械清潔法去除。但這有可能損壞許多支架設計中所需的細支柱；這種后處理可能會導致成品率只有 50%。因此，飛秒激光再次成為標準切割技術。

鎳鈦合金的光纖激光切割

鎳鈦合金或“記憶金屬”具有超彈性和形狀記憶等特殊性質。這些特性使其具有一定的優越性，通�？梢杂糜诎�括 TAVR 在內的一些不同的可植入器械和手術中。臺灣高雄的里特材料科技公司 (NIT) 是一家卓越的鎳鈦記憶合金線供應商，也是醫療器械等應用領域成品部件的合同制造商。他們也是臺灣地區唯一的鎳鈦合金制造公司。

圖1：Coherent 的 StarCut Tube 可以配置為提供不同的激光選項（光纖和／或飛秒），以滿足切割具有挑戰性的材料的需求。

目前，其大多數鎳鈦合金管狀產品的直徑都在 3-6 mm 范圍內。然而，他們已經開始生產直徑小至 0.56 mm 的鎳鈦合金管。

“里特材料正在努力讓客戶相信鎳鈦合金是一種適用于許多應用場合的優質材料，我們非常了解這種新材料，因此可以提供卓越成效。我們敢這樣說，主要是因為我們有能力交付具有卓越精度和邊緣質量的零件。”陳怡安，里特材料副總經理。

當里特材料將激光切割技術引入公司內部時，他們發現光纖激光切割可以同時為他們提供很好的吞吐量和邊緣質量。切割精度是選擇具有高穩定性和可重復性機器時需要考慮的問題，這就是他們選擇帶有花崗巖切割底座的 StarCut Tube 的原因。

圖2：今天，許多支架是通過切割可吸收聚合物制成的，能夠解決再狹窄問題。

鉑的侵蝕切割

在當今的大多數醫療器械制造應用中，理想的激光切割方法通常不外乎光纖激光切割和飛秒激光切割。但少數制造商改為使用一種稱為“侵蝕切割”的新工藝。ES Precision（英國 Kingston Bagpuize）是采用這種方法的先行者。該公司將這種技術用作飛秒激光切割的低成本替代，用于制造包括醫療和生物技術應用以及燃料電池中使用的鉑基部件在內的產品。

“傳統的納秒激光切割方法不適用于薄零件，因為周圍產生的熱量過多，而且無法支撐僅數克重的微小結構。侵蝕切割可以避免這些問題。”Andy May，ES Precision（英國 Kingston Bagpuize）

圖3：鎳鈦合金因其特殊的特性（超彈性和形狀記憶）而越來越多地應用于植入體。圖片由 NIT Co. Ltd. 提供

侵蝕切割利用的是通常用于打標的快速振鏡掃描技術。事實上，ES Precision 最初使用的是配備 20 W 光纖激光器的相干公司 PowerLine F20，這是一套較常用于完成打標／內雕操作的系統。

“侵蝕切割不是只用一通聚焦激光進行切割，而是至少包括數十，有時甚至數千通重復激光，每次燒蝕幾微米的材料。但是得益于高速振鏡，幾分鐘內就能夠完成高達數千通操作。這種獨特的工藝實際上適用于幾乎任何金屬以及其他更堅硬的材料（如陶瓷）”Andy May，ES Precision（英國 Kingston Bagpuize）。

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