位于德國波鴻的Ingpuls GmbH最初在要求嚴(yán)苛的汽車行業(yè)開展形狀記憶合金（SMA）相關(guān)業(yè)務(wù) —— 全球僅有少數(shù)幾家公司能在該領(lǐng)域立足。自 2022 年起，Ingpuls GmbH將其專業(yè)技術(shù)應(yīng)用于支架用超薄鎳鈦合金線材的生產(chǎn)。在德國，每年有超過 30 萬個(gè)支架被植入患者體內(nèi)，用于支撐狹窄或堵塞的血管，確保心肌能持續(xù)獲得氧氣供應(yīng)。為大幅降低血管再狹窄（即血管再次變窄）的風(fēng)險(xiǎn)，新式支架設(shè)計(jì)采用薄壁、柔性結(jié)構(gòu)，并涂覆藥物涂層。Ingpuls正在推進(jìn)一項(xiàng)突破性構(gòu)想，例如生產(chǎn)直徑僅 20 微米的超細(xì)線材。

鎳鈦合金：確保擴(kuò)張與恒定支撐力

支架研發(fā)領(lǐng)域的一項(xiàng)技術(shù)突破，是采用鎳鈦合金（Nitinol）材料。鎳鈦合金以超彈性和熱致形狀記憶特性而聞名，這些特性使其能在血管內(nèi)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)張，并對血管壁施加恒定壓力。此外，鎳鈦合金還具備高生物相容性、耐腐蝕性和優(yōu)異的機(jī)械耐久性，是理想的醫(yī)用材料。 Ingpuls聯(lián)合創(chuàng)始人兼董事總經(jīng)理Dr. André Kortmann表示：“我們擁有深厚的基礎(chǔ)理論知識和工藝技術(shù)積累，在形狀記憶合金產(chǎn)品研發(fā)方面也有著大量創(chuàng)意構(gòu)想。"從熔融后的鑄錠（即熔融合金產(chǎn)物）到制成直徑 75 微米的線材，整個(gè)生產(chǎn)過程需要 2 至 4 周時(shí)間。

從汽車到醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域

盡管形狀記憶合金主要應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，但I(xiàn)ngpuls最初將業(yè)務(wù)重心放在了汽車行業(yè)。 “醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域被市值數(shù)十億美元的大集團(tuán)主導(dǎo)，作為一家初創(chuàng)企業(yè)，直接進(jìn)入該市場會非常冒險(xiǎn)。" 因此，Ingpuls選擇首先專注于汽車領(lǐng)域的應(yīng)用 —— 這是一個(gè) “大多數(shù)制造商都謹(jǐn)慎涉足" 的細(xì)分市場。與人體不同，汽車制造會面臨ji端的溫度波動。為避免形狀記憶合金出現(xiàn)不受控的激活現(xiàn)象，合金材料本身及生產(chǎn)工藝都必須根據(jù)這些ji端條件進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)整，而這需要深厚的材料知識和生產(chǎn)技術(shù)儲備。換句話說：能在汽車領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟，便能勝任醫(yī)療領(lǐng)域的需求。Ingpuls的業(yè)務(wù)拓展順理成章。應(yīng)某客戶需求，該公司研發(fā)了一種用于醫(yī)療器械的線材，當(dāng)時(shí)并未意識到這款線材后續(xù)會被用于支架測試。測試結(jié)果超出預(yù)期：“在使用壽命測試中，采用我們材料制成的支架持續(xù)時(shí)間最長，" Kortmann說道。這一結(jié)果證明，Ingpuls GmbH有能力在大集團(tuán)主導(dǎo)的市場中競爭。如今，該公司不僅生產(chǎn)支架用線材，還生產(chǎn)可加工成支架的管材，以及基于鎳鈦合金的牙科工具（如根管銼）。

歷經(jīng)數(shù)十道工序，打造超薄線材

鎳鈦合金線材的質(zhì)量和獨(dú)特性能，在很大程度上取決于鎳和鈦的精確配比 —— 這一配比決定了線材的形狀記憶特性和超彈性表現(xiàn)?？铺芈鼜?qiáng)調(diào)：“熔融合金的質(zhì)量，對最終產(chǎn)品的成功起到了約一半的作用。"

后續(xù)的工藝流程也同樣重要，其中包括交替進(jìn)行的變形處理和熱處理步驟。即使與規(guī)定參數(shù)存在微小偏差，也可能影響線材的功能，導(dǎo)致材料脆化，或改變其形狀記憶效應(yīng)。此外，必須嚴(yán)格避免雜質(zhì)混入，因?yàn)殡s質(zhì)會顯著降低材料性能。從熔爐熔融到制成超薄線材，需歷經(jīng) 100 多道工序。

Ingpuls 將掃描電子顯微鏡

用于質(zhì)量保障、產(chǎn)品研發(fā)和工藝優(yōu)化

由于線材直徑的微小差異都可能影響支架性能，因此生產(chǎn)過程對精度要求高，相應(yīng)的生產(chǎn)工藝也十分復(fù)雜：從合金熔融到數(shù)十道冷熱變形工序，總共需要 100 多道加工步驟。從鑄錠（熔融合金產(chǎn)物）加工成直徑 75 微米的線材，需耗時(shí) 2 至 4 周。為確保最高質(zhì)量和工藝穩(wěn)定性，Ingpuls 使用蔡司 EVO 掃描電子顯微鏡進(jìn)行定期檢測。Kortmann強(qiáng)調(diào)了電鏡的關(guān)鍵作用：“只有借助蔡司 EVO，我們才能驗(yàn)證線材的質(zhì)量。"

掃描電子顯微鏡：鎳鈦合金線材的質(zhì)量保障

借助蔡司 EVO 掃描電子顯微鏡，鎳鈦合金的微觀結(jié)構(gòu)可清晰呈現(xiàn)，同時(shí)還能對表面質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)分析：即便是微裂紋這類極其微小的缺陷，也可能影響材料的使用壽命，因此高分辨率成像至關(guān)重要。質(zhì)量工程師（Ali El-Toufaili）表示：“通過將表面放大 1000 至 2000 倍，我們甚至能檢測到最細(xì)微的瑕疵。"

除了觀察微觀結(jié)構(gòu)和表面質(zhì)量，蔡司 EVO 還能實(shí)現(xiàn)針對性的材料分析。利用能量色散 X 射線光譜儀（EDX），可檢測出材料中的雜質(zhì)。電鏡在工藝優(yōu)化方面也發(fā)揮著重要作用：通過分析熱處理、變形、模具及表面處理等環(huán)節(jié)對材料結(jié)構(gòu)的影響，工程師能對制造工藝進(jìn)行精細(xì)調(diào)整。

Kortmann表示，如果沒有蔡司 EVO，“我們就會像在黑暗中摸索，無法快速、精準(zhǔn)地開展工作" Ingpuls的三位創(chuàng)始人很快便達(dá)成共識。 在設(shè)備選擇上絕不妥協(xié)，Kortmann堅(jiān)定地說：“如果當(dāng)初沒有選擇蔡司 EVO，我們或許會找到一個(gè)能滿足 80% 需求的解決方案，但剩下 20% 的缺憾，日后必定會讓我們倍感困擾。"

蔡司 EVO：可靠、易用、面向未來

質(zhì)量工程師Ali El-Toufaili也對選擇蔡司 EVO 這一決定表示認(rèn)可，他將這款設(shè)備形容為 “高duan必選"。 通過屏幕，他能實(shí)時(shí)觀察樣品與探測器的距離 ——“這讓我信心十足。" 此外，設(shè)備內(nèi)置的安全設(shè)置（可設(shè)定最小距離以避免碰撞）也深受圖法伊利及其團(tuán)隊(duì)的認(rèn)可。

另一大優(yōu)勢在于其直觀、易用的操作界面。這位質(zhì)量工程師表示：“經(jīng)過蔡司的簡短培訓(xùn)后，我就能熟練操作這款設(shè)備了。" 該設(shè)備的一大特色優(yōu)勢是可自定義的用戶界面：快捷功能鍵能讓重復(fù)性操作效率更高。圖法伊利還提到，設(shè)備檢測結(jié)果的解讀也十分簡便。

“通過將表面放大 1000 至 2000 倍，我們甚至能觀察到最細(xì)微的瑕疵。" 質(zhì)量工程師Ali El-Toufaili。 鎳鈦合金線材的質(zhì)量和獨(dú)特性能，在很大程度上取決于鎳和鈦的精確配比，而這一配比決定了線材的形狀記憶特性和超彈性表現(xiàn)。

為確保最高質(zhì)量和工藝可靠性，我們使用蔡司 EVO 掃描電子顯微鏡進(jìn)行定期檢測。

Ingpuls將掃描電子顯微鏡用于質(zhì)量控制、產(chǎn)品研發(fā)和工藝優(yōu)化。每周，圖法伊利及其同事都會對從 10000 多米長直徑 75 微米線材中提取的材料樣本進(jìn)行分析。該設(shè)備在斷口表面分析中也“借助它，我們能找出失效原因，并據(jù)此優(yōu)化生產(chǎn)工藝。"

目前，Ingpuls 已擁有 75 名員工，公司制定了宏偉的發(fā)展規(guī)劃，正全力為醫(yī)療和汽車行業(yè)研發(fā)更多創(chuàng)新解決方案。對Kortmann而言，選擇蔡司 EVO 也是一項(xiàng)著眼未來的決策：“蔡司掃描電子顯微鏡為我們節(jié)省了寶貴時(shí)間，也增強(qiáng)了客戶對我們的信任 —— 而這是無價(jià)的。"