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[新启航]医疗器械深孔加工：新启航激光频率梳攻克 130mm 深度，实现 2μm 精度测量

news 2025/8/26 6:38:33

摘要：医疗器械深孔加工精度直接关系到产品安全性与有效性。新启航激光频率梳技术凭借创新的测量原理与系统架构，成功攻克 130mm 深孔测量难题，实现 2μm 精度测量，为医疗器械深孔加工质量控制提供了可靠的高精度解决方案，助力医疗器械制造水平提升。

关键词：医疗器械；深孔加工；激光频率梳；130mm 深度；2μm 精度

一、引言

在医疗器械制造领域，深孔结构广泛应用于骨科植入物、微创手术器械等产品中。深孔的加工精度对器械的力学性能、生物相容性以及手术操作的精准性有着决定性影响。随着医疗器械制造向高精度、复杂化发展，对 130mm 深度深孔的 2μm 级精度测量需求愈发迫切。然而，传统测量技术难以兼顾深度与精度，新启航激光频率梳技术的出现，为医疗器械深孔加工测量带来了新的突破。

二、传统测量方法在医疗器械深孔加工中的局限

传统的医疗器械深孔测量方法存在诸多不足。接触式测量如探针测量，在深入 130mm 深孔时，探针极易发生弯曲变形，导致测量误差显著增大，无法满足 2μm 级的高精度要求，且测量过程可能损伤孔壁，影响器械的生物相容性和使用寿命。光学测量方法受光线传播特性限制，在深孔内会因散射、反射和遮挡，导致光线难以到达底部，测量深度有限，难以获取完整的深孔三维信息。超声测量虽然能够穿透一定深度，但分辨率较低，难以识别深孔内的微小结构变化和缺陷，无法满足医疗器械对深孔测量的严苛标准。

三、新启航激光频率梳技术的原理与系统构成

新启航激光频率梳技术基于飞秒激光锁模原理，产生稳定且等间隔的光频梳齿序列。在深孔测量时，超短脉冲激光经分光后，测量光进入深孔，在孔壁多次反射后与参考光发生干涉。通过对干涉光谱中光频梳齿的精确分析，利用其稳定的频率基准，可准确计算测量光的光程差，进而反推深孔各点的三维坐标，实现高精度测量。

该技术系统主要由高稳定性飞秒激光频率梳光源、精密光学干涉模块、高速光谱采集装置和智能数据处理平台组成。高稳定性光源确保光频梳齿的稳定输出，为高精度测量奠定基础；精密光学干涉模块优化光路设计，提高干涉信号质量；高速光谱采集装置快速捕捉干涉光谱数据；智能数据处理平台运用先进算法对数据进行高效分析与三维重建，快速生成深孔测量结果。

四、新启航激光频率梳技术的优势

4.1 攻克 130mm 深度测量难题

新启航激光频率梳技术凭借激光的高相干性和独特的多路径反射设计，有效解决了 130mm 深度带来的测量挑战。即使深孔内部存在复杂结构导致光线遮挡，测量光也可通过多次反射到达被遮挡区域，反射光返回后参与干涉测量，从而获取完整的深孔三维数据，实现对 130mm 深度深孔的全面测量。

4.2 实现 2μm 精度测量

基于精确的光频梳齿基准和先进的数据处理算法，该技术能够实现 2μm 精度测量。无论是深孔的孔径尺寸偏差、孔壁的直线度误差，还是内部微小缺陷，都能被精准检测，满足了医疗器械深孔加工对高精度测量的严格要求，为医疗器械的质量控制提供了可靠保障。

五、应用案例与实践成效

在某骨科医疗器械制造企业，采用新启航激光频率梳技术对 130mm 深度的髓内钉深孔进行测量。传统测量方法仅能获取浅表层信息，无法对深孔底部进行有效检测。而激光频率梳技术不仅完整呈现了深孔的三维轮廓，还检测出深孔底部存在一处 2.5μm 的尺寸偏差。企业据此调整加工工艺，使髓内钉的力学性能和适配性大幅提升，产品合格率从 78% 提高至 95%，显著提升了医疗器械产品质量和企业竞争力。

激光频率梳3D光学轮廓测量系统简介：

20世纪80年代，飞秒锁模激光器取得重要进展。2000年左右，美国J.Hall教授团队凭借自参考f-2f技术，成功实现载波包络相位稳定的钛宝石锁模激光器，标志着飞秒光学频率梳正式诞生。2005年，Theodor.W.Hänsch（德国马克斯普朗克量子光学研究所）与John.L.Hall（美国国家标准和技术研究所）因在该领域的卓越贡献，共同荣获诺贝尔物理学奖。

系统基于激光频率梳原理，采用500kHz高频激光脉冲飞行测距技术，打破传统光学遮挡限制，专为深孔、凹槽等复杂大型结构件测量而生。在1m超长工作距离下，仍能保持微米级精度，革新自动化检测技术。