医疗器械是高精尖产业,目前中国已成为仅次于美国的全球第二大医疗器械市场,从《中国制造2025》到《健康中国2030规划纲要》都将高端医疗器械国产化推到前所未有的战略高度。医疗器械的精密化、微型化趋势对制造工艺提出严苛要求,而飞秒激光技术凭借超短脉冲(10⁻¹⁵秒)“冷加工”等特性,为医疗制造关键零部件的国产化提供了有力保障。
飞秒激光的五大医疗场景应用
应用场景 | 飞秒激光技术 | 价值 |
微创介入器械 | 介入针头盲孔加工(±1um精度,50um深度控制) | 提升显影精准度,降低手术风险 |
植入物制造 | 镍钛合金支架飞秒切割(无毛刺、零热影响区) | 延长产品寿命,减少排异反应 |
诊断芯片制造 | 8μm细胞过滤膜微孔阵列加工(透明PI材料) | 实现单细胞级检测精度 |
影像设备核心件 | CT球管轴承20μm微槽刻蚀(Ra0.2表面粗糙度) | 提升图像分辨率 |
生物传感器 | PDMS膜三维微流道加工(50μm通道精度) | 推动POCT设备微型化 |
二、单色科技医疗行业标杆案例
案例1:介入式显影针盲孔精密刻蚀
客户需求:在显影针前端部分加工一圈直径为0.12mm、深度为50um的盲孔,用于存储造影剂,帮助医疗精准定位。
材料:不锈钢SUS 306
单色方案:
实现盲孔直径:0.12mm,深度:50um±1μm 的控制;
无碳化、无毛刺、一致性好。
案例2:CT球管轴承纹理精密刻蚀
应用:
· CT 扫描设备核心部件,“高值耗材”,性能的优劣直接影响扫描图像的质量和疾病诊断的准确性。
· 技术壁垒极高,传统机械加工导致轴承槽尺寸偏差>±5μm,影响球管旋转稳定性。
单色方案:
采用单色科技自研五轴飞秒精密刻蚀设备;
实现槽宽 2mm、深度 20μm±1μm 的精准控制;
表面粗糙度 Ra0.2μm,无热影响区,助力国产 CT 设备性能对标国际一线品牌。
案例3:血糖针精密切割
材质:PET
应用:血糖芯片探针针头,置入人体以连续检测血糖数据,其结构设计直接影响测量准确性和患者舒适度。
单色方案:
实现厚度0.18mm,筋宽0.3mm的精准控制;
无碳化、无毛刺,无异物、无副产物产出。
案例4:细胞过滤膜群孔加工
材质:透明PI膜
应用:通过控制孔径,可高效分离血液、体液中的目标细胞,用于细胞分离、药物净化及生物医学研究。
单色方案:
实现孔径3μm±1μm 的精准控制;
高精度、无热损伤、材料适应性,保留生物活性。
三、飞秒激光医疗领域制造优势
医疗设备应用场景特殊,不仅涉及产业发展,更涉及民生问题。然而,医疗器械涉及医药、机械、电子等多个领域,核心技术涵盖医用高分子材料、检验医学、生命科学等学科,是资金密集型的高技术产业,实现从无到有不是轻而易举的事。其核心痛点在于:
精度要求严苛:心脏支架、微创手术器械等需实现微米级加工,传统机械加工易导致材料形变或污染;
材料兼容性挑战:镍钛合金、钴铬合金、高分子聚合物等特殊材料的复杂结构加工需兼顾生物活性与机械性能;
效率瓶颈:复杂材料加工需求激增,传统工艺难在加工效率、良品率及复杂结构实现能力方面已现瓶颈。
飞秒激光主要优势体现在于:
高精度加工
飞秒激光的超短脉冲特性使得它在作用于材料时,能量能够在极短时间内释放,来不及向周围材料扩散,从而将热影响区控制在极小范围内,实现对材料的去除和加工,在微纳尺度上进行精细操作。
材料适应性广
飞秒激光能够对多种生物材料进行加工,包括金属(如钛合金、不锈钢等)、陶瓷、聚合物(如聚酰亚胺、硅胶等)以及生物组织等。
加工质量高
飞秒激光加工后的材料表面质量高,具有光滑、无毛刺的特点。在制造医疗器械的微型零件时,如针头、导管等,光滑的表面可以减少材料损伤和污染,提高器械的生物相容性和使用寿命。
灵活性和可定制性强
飞秒激光可以实现对复杂三维结构的加工,不受传统加工方法的限制。在制造微流控芯片时,飞秒激光可以在芯片上加工出复杂的微通道网络和功能结构,实现对流体的控制和分析,满足不同生物医学实验和诊断的需求。
高效环保
飞秒激光能够在短时间内完成复杂的加工任务,加工过程中不需要使用冷却液和润滑剂等化学物质,减少了对环境的污染。同时,由于其高精度加工的特点,可以减少材料的浪费,实现资源的有效利用。
四、医疗制造发展方向
3月15日,2025中国医学装备大会发布《中国医学装备发展状况与趋势(2024)》蓝皮书,2024年我国医学装备市场规模达1.35万亿元,同比增长6%左右。在市场规模快速增长的同时,产业创新能力不断提升,心脏内超声成像系统、多款手术机器人、质子重离子治疗系统等为国内获批。近年来,我国医学装备企业加快核心技术攻关,基本实现高端医学装备自主可控,部分产品和技术已达到国际领先水平。单色科技将持续深化飞秒激光技术创新,持续构建 "材料 -工艺 - 装备" 全链条生态,助力关键核心部件技术、芯片、新材料攻关,加速高端医疗器件国产化替代。
五、关于深圳单色科技
作为飞秒激光极端制造引领者,单色科技聚焦飞秒激光加工技术与设备研发,已服务400+客户。我们提供从工艺开发、样件验证到设备交付的全流程服务,助力客户实现进口替代与技术超越。