激光技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械制造過(guò)程，包括打標(biāo)、焊接、切割、微加工等，是名副其實(shí)的“瑞士軍刀”。這里介紹工業(yè)激光在醫(yī)療器械制造中的四大用途，以及采用的最合適有效的激光器。

1. 激光打標(biāo)——用于對(duì)公司、產(chǎn)品和零件的信息標(biāo)識(shí)和可追溯

我們常見(jiàn)的醫(yī)療器材，包括骨螺釘、起搏器、聽(tīng)覺(jué)植入器和內(nèi)窺鏡器械等，都會(huì)用激光打上標(biāo)識(shí)。激光打標(biāo)能夠永久提供公司和產(chǎn)品信息，具有耐腐蝕性從而確保長(zhǎng)期可追溯性，是一種直接標(biāo)識(shí)部件的方法（DPM），也是美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局FDA認(rèn)可的標(biāo)識(shí)方法。

有幾種不同的激光器適用于激光打標(biāo)。根據(jù)波長(zhǎng)、激光介質(zhì)或脈沖持續(xù)時(shí)間不同，這些激光器可分為紫外(UV)、紅外(IR)、遠(yuǎn)紅外(FIR)和超短脈沖(USP)皮秒和飛秒激光器。選擇哪一種激光器，取決于產(chǎn)品材料。

對(duì)于采用不銹鋼材料的醫(yī)療設(shè)備，標(biāo)識(shí)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)于不銹鋼，采用USP激光器能夠滿足以上條件，并能夠通過(guò)嚴(yán)格的熱硝酸測(cè)試，獲得最佳的整體效果。

2. 激光焊接 —— 連接非常小而復(fù)雜零件的理想方法

激光廣泛應(yīng)用于小型精密醫(yī)療器械的點(diǎn)焊、縫焊和密封。能夠?qū)π∮?mm尺寸的零件或者局部位置進(jìn)行焊接。像這樣的微焊接經(jīng)常用于起搏器、手術(shù)刀片、內(nèi)窺鏡儀器和電池等產(chǎn)品上。

適用于微焊接的激光器有脈沖Nd:YAG、連續(xù)波(CW)光纖、納秒(Ns)光纖、準(zhǔn)連續(xù)波(QCW)光纖和高亮度半導(dǎo)體(HBDD)激光器。應(yīng)注意根據(jù)不同應(yīng)用選擇最合適的激光器。

點(diǎn)焊可采用的激光器。20-200微米光斑光纖激光器；200-1000微米光斑脈沖Nd:YAG激光器。

脈沖納秒激光器(Ns)，是焊接非常小的金屬件的最佳選擇，金屬件厚度僅為0.25毫米，光斑尺寸小于50微米。脈沖Ns激光器幾乎適用于任何材料的焊接，為小元件和新材料組合提供了新的機(jī)會(huì)。

除了金屬焊接，激光也廣泛用于塑料件焊接，具有清潔無(wú)污染美觀的特點(diǎn)。

3. 激光切割——可精密切割刀片，軸和套管等

激光切割工藝非常適合于切割剃須刀刀片，精密軸，支架，套管，以及皮下注射針頭等。

激光切割一般分為兩種方法：

氣體輔助切割，通常與微秒激光器一起使用。

激光燒蝕是一種利用納秒、皮秒或飛秒脈沖激光器直接對(duì)材料表面進(jìn)行燒蝕，無(wú)需任何后處理工序，其熱影響區(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)量和切縫寬度。然而，隨著管的直徑和特征變得越來(lái)越小，采用激光燒蝕技術(shù)更為有效。該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)10微米量級(jí)的特征尺寸和切口寬度的切割。

4. 激光微加工——精密的表面構(gòu)造和鉆孔

激光微加工應(yīng)用于醫(yī)療器械制造，例如在針、導(dǎo)管、可植入設(shè)備和微型儀器上進(jìn)行表面紋理加工和鉆孔。常用超短脈沖（USP）激光器。因?yàn)槎堂}沖持續(xù)時(shí)間可以更有效地去除材料，即以更少的能量輸出，獲得干凈的切割效果，幾乎不需要后處理。

激光微加工過(guò)程不是特別快，但卻是極其精確的工藝過(guò)程。一個(gè)典型應(yīng)用，采用飛秒超短波脈沖激光器，對(duì)聚合物導(dǎo)管表面紋理加工，能夠?qū)崿F(xiàn)精確的紋理深度和高度的加工控制。

USP激光器還可以在針上鉆出非常小而精確的小孔，直徑只有80-200微米。此外，激光微加工系統(tǒng)可以通過(guò)編程來(lái)加工圓形、正方形或橢圓形的孔，以幫助控制通過(guò)針頭的藥物輸送。激光還可以在不同的材料上加工出不同類型的微小結(jié)構(gòu)，這些材料包括金屬、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，使用飛秒激光器通過(guò)選擇性燒蝕，去除表層厚度達(dá)20微米的聚氨酯涂層，而不會(huì)對(duì)底層材料造成損傷。