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医疗领域心脏支架及导管激光加工,高效高精度解决方案
# 2026-06-03

“地心科技SC系列高精度二维运动平台,因为其出色的稳定性,运动精度,在医疗领域心脏支架激光切割加工,导管激光加工等设备中,被广泛使用。”


01 心脏支架

2020年11月5日,国家开启了高值医疗耗材带量采购,就是俗称的“集采”,原本均价1.3万元的心脏支架被降到不足700元。


心脏支架价格如此大幅度降低的背后,是医疗产业和政策的共同支撑,还有更为重要的一点:高精度激光加工以其特有的优势被越来越多的应用到医疗行业,解决传统加工无法克服的难题,同时兼顾制造精度与制造效率,助力工业化心脏支架加工的技术革新与升级。

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由于心脏支架直接植入人体内,在使用特性和安全性上必须进行深入的考究,需要满足极为苛刻的条件。例如灵活性、抗血栓、生物相容性、支撑力等方面的要求。

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心脏支架的壁管极薄,通常在几十甚至到10微米,而直径通常在十几个毫米以上。需要使用精密激光切割工艺进行制作。采用普通加工会导致心脏支架毛刺多、切槽宽度不统一等问题,这样制作出来的心脏支架不能符合使用条件。


02 飞秒激光加工

采用飞秒激光进行支架切割,是当前支架切割加工的有效方式。飞秒激光是指时域脉冲宽度在飞秒(毫微微秒,10^-15秒)量级的激光。利用飞秒激光短脉冲产生的强电场,消除材料切点附近的自由电子,使带正电荷的材料同性相斥,失去分子间的作用力,通过“分子摘除”的方式完成材料去除。这种方式加工的心脏支架断面无毛刺、表面光洁平滑、无热损不会产生烧蚀、切割精度高并且筋宽均匀。

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最新的第三代生物可降解支架,由于支架体型小、结构薄,外形和力学性能要求高等因素,激光加工是其最佳的加工方式。由于超快飞秒激光无热加工的特性,使得激光加工低熔点材料变为可能,以支架而言,如镁合金或是聚乳酸等高分子支架。由于这类支架低熔点及可降解的特性,切割后无法使用一般金属支架的后处理,因此只能使用超快激光切割。

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心脏支架加工时被加工对象基本是较细的薄圆管,所以一般采用侧向安装的转台,配合一个高速高精度X轴来组合成运动系统。设备能适应加工多种材料,对于极小尺寸的支架产品均能有效加工,要求运动系统的定位精度能达到1um左右,旋转精度能达到10arcsec以内。同时为了兼顾生产效率,X轴运动速度能达到500mm/s以上,转台速度能达到1000RPM以上。


在心脏支架的加工设备中,多种激光技术(例如光纤、飞秒激光)通常会被使用,激光器的生产厂家众多,这就要求运动机构能尽量兼容多个品牌的激光器。为了达到极高的切割精度,安装激光头的Z轴有时还需要做自动追焦,保证加工的激光焦点在工件上。根据工件旋转的位置,给激光器触发信号,甚至调整激光器的功率,从而保证达到最佳的加工效果。

03 地心科技解决方案

地心科技在激光加工领域经营多年,在激光加工和电子制造行业提供了非常丰富的应用方案和特色产品。对于心脏支架加工,地心科技提供先进的SC系列支架切割平台,能完美的适应心脏支架,金属降解支架、柔性海波管、滤器、瓣膜等精密医疗产品的加工。


  • SC系列平台配备自研的CADbrige软件,可实现各种常见及特殊的路径规划;
  • 可自动调整切割速度以最大程度减小密封支架几何形状的路径误差;
  • 先进的激光控制功能可自动调整激光功率和点火间隔, 以最大程度缩小随切割速度而变化的材料受热区域;
  • 直线轴采用自研直线电机直驱,旋转轴采用自研旋转力矩电机电机直驱,响应速度快,定位精度高;

  • 配合高性能运动控制器,轻松实现直线和旋转两轴插补;

  • 无摩擦旋转夹头,终生免维护;

  • 精密的ER25、ER40或3C夹头可支持0.3毫米至30毫米外径的管材;精简, 可靠的电缆管理系统可确保无故障运行;

  • 可附加自定义夹具,如衬套对齐、手动或自动材料预装件。


SC系列支架加工平台

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  • 高度集成直线旋转一体式平台

  • 配置直驱直线电机和直驱旋转电机

  • 直线轴和旋转轴同步协同运动

  • 直线轴行程100mm(可选200,300mm型号)

  • 夹头直径0.3mm到10mm之间可定制,配备低摩擦旋转单元

  • 直线轴重复定位精度±200nm,旋转轴重复定位精度±4 arcsec

  • 定制贯穿式通孔和支架上下物料

  • Theta轴最大转速优于1500rpm

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04 测试效果

地心科技SC系列平台可附加自定义夹具,如衬套对齐、手动或自动材料预装件,配合高性能运动控制器,可以轻松实现直线和旋转两轴插补,根据两轴合成轨迹的完成基于位置的实时触发,将激光器和切割轨迹完美结合。匹配当前的切割速度,以保持最佳的激光功率耦合,最大限度地减少密集轮廓特征中的几何误差,广泛应用在波导管加工和心血管支架切割等领域。

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