醫(yī)用鈦合金是一種新型合金，亦是一種重要的載體材料，憑借著高耐腐蝕性、高比強度以及耐疲勞、彈性模量低、生物相容性好等特點，在醫(yī)學界頗受歡迎，被廣泛用于肢體植入、牙科以及其他醫(yī)療器械等領域。

隨著社會、科技和醫(yī)學的快速發(fā)展，醫(yī)療領域對醫(yī)用鈦合金的需求越來越高，一方面表現(xiàn)在數(shù)量上的需求提升，有關數(shù)據(jù)顯示，單因患有膝關節(jié)和臂關節(jié)等炎癥需進行替換手術治療的患者已超1億。另一方面，醫(yī)用鈦合金存在摩擦系數(shù)高、耐磨性不佳等缺陷，改良材料的性能、進而提升材料的生物相容性更是迫切的品質提升需求。因此加大新材料的研發(fā)力度，開發(fā)出性能更好的醫(yī)用鈦合金迫在眉睫。

科研人員大量研究發(fā)現(xiàn)，在鈦合金表面制備出一定尺寸和排列的圖案陣列，即表面結構化，既可以保持鈦合金的原有一系列品質，使其材料本身不發(fā)生改變，又可以大幅度改善其綜合性能，因而可以繼續(xù)保持鈦合金良好的生物相容性。

期間，各種表面結構化技術被廣泛開發(fā)應用，包括噴砂、化學腐蝕、等離子噴涂、電化學加工等方法，且被證明能夠有效提高植入物生物相容性，但也帶來了新的問題：這些方法存在無法定制化形狀加工、效率低、成本高等缺點。

隨著脈沖激光往更窄脈寬、更高功率方向發(fā)展，微加工的應用場景在醫(yī)療器械加工領域獲得非常深入的應用。納飛光電生產的工業(yè)級皮秒激光器峰值功率高，微加工時熱影響區(qū)微乎其微，可控性強，可以為醫(yī)用鈦合金材料進行高質量的凹腔、凹槽的表面微加工，或者根據(jù)特定要求形成特定的形狀，滿足定制化需求。

相較于納秒激光器，這款1064nm皮秒激光器具有非常窄的脈沖寬度，僅為10ps左右，帶來近乎冷加工的效果，尤其適合加工金屬材質的微加工；非常高的峰值功率，以及優(yōu)異的光束質量（M2＜1.3），能量聚焦到極小的空間且不受脈沖重復頻率和平均功率影響；脈沖能量穩(wěn)定性和功率穩(wěn)定性均小于1%RMS，持續(xù)穩(wěn)定。與飛秒激光器相比，這款皮秒激光器技術成熟，結構更加簡單，性能更加穩(wěn)定，能滿足工業(yè)上7*24小時的作業(yè)環(huán)境，加工效率高，帶來更好的加工質量和加工精度，滿足應用需求。

根據(jù)一定尺寸和排列的圖案陣列需求設定好激光器的相關工藝參數(shù)后，皮秒激光通過光學系統(tǒng)聚焦形成一個微米級的光斑，獲得的極高能量密度激光作用在醫(yī)用鈦合金材料表面并被吸收，隨后以極快的速度轉換成熱能，使得照射斑點的局部區(qū)域材料在非常短的時間內迅速被熔化甚至汽化，從而去除材料獲得設定的圖案陣列，當然也可以設定路線選擇性的處理材料的特定表面和區(qū)域，十分靈活。

憑借著巨大的應用市場和優(yōu)異的綜合性能，如今一些國家已經把發(fā)展高性能的醫(yī)用鈦合金列入了高科技產業(yè)。而鈦金屬在含量最豐富的結構金屬中排第四，僅次于鋁、鐵和鎂，豐富的資源的儲備為醫(yī)用鈦合金的大量應用提供了基礎，使用激光對醫(yī)用鈦合金表面改性技術也已經成為材料表面工程技術最新發(fā)展的重要領域之一，納飛光電的皮秒激光器可望迎來大量應用。