高精度雷射扫描振镜系统提升心导管支架设备

大部分对于心导管支架的了解，在于它是一种植入性医疗器材，用来撑开并维持阻塞的心血管，用来治疗心肌梗塞或冠状动脉疾病。虽然心导管支架的制造技术，经过这麽多年后，看起来应该已经是一种相对成熟的技术，但如果从制造技术的演进历史来看，也可以看到实际上初期的制造设备与最新的制造设备有相当大的差异性。

虽然心导管支架看来已经存在很长的时间了，但使用此类医疗设被用来治疗血管栓塞，大约是在1986年后才被大量接受。最先的心导管支架的试验是在法国土鲁斯(Toulouse)，当时第一个应用是用来治疗心脏再狭窄(cardiac restenosis)的问题。此医疗器材具有目前需要的自我扩张特性，但是使用编织手术钢纤维来制作，与现今最主流使用雷射加工出来的装置不同。

80年代末期到90年代初期心导管支架切割技术

过去用来制作心导管支架的最初系统相对于目前的标准，看起来是相当的原始。此种系统是在80年代晚期到90年代初期的最主流系统，最初的心导管支架切割概念使用涡轮涡杆式旋转平台(当时的高速旋转可到60 rpm)，并搭配滚珠螺杆直线平台进行前后位移。相对于目前的微米级公差与几秒到数分钟可完成的加工时间，当时心导管支架切割设备性能确实受到相当大的限制。

90年代心导管支架切割技术

整个90年代在心导管支架的生产技术上，有了长足的进步。雷射源部分的稳定性提升，运动控制与定位系统也进行了更高程度的整合与强化。原先庞然大物的旋转轴，被一个轻型化的直接驱动(Direct Drive)旋转轴所取代，并且整合工件的夹持机构，如筒夹或三爪夹头，以降低转动惯量，提升系统动态性能。强化的机械系统，线性放大器，与更高性能的运动控制器，整合雷射控制功能等，将心导管支架设备性能有显着提升。但是实际上机构而言，当年的设计仍然是「零组件」式的搭配性设计，而并非为整体化考量设计。

现代心导管支架切割技术

现在的心导管支架切割运动系统具有完全最佳化的直线与旋转次系统，由于为针对圆柱材料加工所设计，因此整体结构具有提升的刚性与动态特性。除了运动控制器的功能在过去10年的增加(如相关轨迹强化演算，震动抑制等)，机构部分的强化大幅提升旋转轴与直线轴于驱动时的偏心负载，回馈装置的设计也尽量趋近于雷射加工位置，甚至，轴承的位置设计也尽量趋近于系统刚性中心，机电一体化的提升让整切割品质不可同日而语。

未来的心导管支架切割

虽然在心导管支架切割机中，伺服平台的性能演进持续进行，但目前对于产能的要求逐件严苛，非金属心导管无法在单次雷射切割就可完成，而需要多次于同一路线切割，若需要制作出相同数量的心导管，则平台移动单次的时间必需要大幅缩短，并且必须维持与单次切割相同的轮廓误差以确保良率受到控制。

未来若考虑使用高速(并且高精度)的雷射扫描振镜系统，将雷射光束使用极高的位移速度于工件上跳动，相对于笨重的伺服平台，必需要来回移动的时间可以大幅缩短。当然许多细节仍需要厘清与测试，例如如何切割连续的矢量线段而不需要将工件来回旋转？其实，此类解决方案已经存在，目前就待市场对于新的方案的实际导入了。 (本文由Aerotech提供，郑斐文整理)