坚韧线材，智能支架： ZEISS EVO 扫描电子显微镜助力新式医用线材技术发展

位于德国波鸿的Ingpuls GmbH最初在要求严苛的汽车行业开展形状记忆合金（SMA）相关业务 —— 全球仅有少数几家公司能在该领域立足。自 2022 年起，Ingpuls GmbH将其专业技术应用于支架用超薄镍钛合金线材的生产。在德国，每年有超过 30 万个支架被植入患者体内，用于支撑狭窄或堵塞的血管，确保心肌能持续获得氧气供应。为大幅降低血管再狭窄（即血管再次变窄）的风险，新式支架设计采用薄壁、柔性结构，并涂覆药物涂层。Ingpuls正在推进一项突破性构想，例如生产直径仅 20 微米的超细线材。

镍钛合金：确保扩张与恒定支撑力

支架研发领域的一项技术突破，是采用镍钛合金（Nitinol）材料。镍钛合金以超弹性和热致形状记忆特性而闻名，这些特性使其能在血管内实现扩张，并对血管壁施加恒定压力。此外，镍钛合金还具备高生物相容性、耐腐蚀性和优异的机械耐久性，是理想的医用材料。 Ingpuls联合创始人兼董事总经理Dr. André Kortmann表示：“我们拥有深厚的基础理论知识和工艺技术积累，在形状记忆合金产品研发方面也有着大量创意构想。"从熔融后的铸锭（即熔融合金产物）到制成直径 75 微米的线材，整个生产过程需要 2 至 4 周时间。

从汽车到医疗技术领域

尽管形状记忆合金主要应用于医疗领域，但Ingpuls最初将业务重心放在了汽车行业。 “医疗技术领域被市值数十亿美元的大集团主导，作为一家初创企业，直接进入该市场会非常冒险。" 因此，Ingpuls选择首先专注于汽车领域的应用 —— 这是一个 “大多数制造商都谨慎涉足" 的细分市场。与人体不同，汽车制造会面临ji端的温度波动。为避免形状记忆合金出现不受控的激活现象，合金材料本身及生产工艺都必须根据这些ji端条件进行精准调整，而这需要深厚的材料知识和生产技术储备。换句话说：能在汽车领域站稳脚跟，便能胜任医疗领域的需求。Ingpuls的业务拓展顺理成章。应某客户需求，该公司研发了一种用于医疗器械的线材，当时并未意识到这款线材后续会被用于支架测试。测试结果超出预期：“在使用寿命测试中，采用我们材料制成的支架持续时间最长，" Kortmann说道。这一结果证明，Ingpuls GmbH有能力在大集团主导的市场中竞争。如今，该公司不仅生产支架用线材，还生产可加工成支架的管材，以及基于镍钛合金的牙科工具（如根管锉）。

历经数十道工序，打造超薄线材

镍钛合金线材的质量和独特性能，在很大程度上取决于镍和钛的精确配比 —— 这一配比决定了线材的形状记忆特性和超弹性表现。科特曼强调：“熔融合金的质量，对最终产品的成功起到了约一半的作用。"

后续的工艺流程也同样重要，其中包括交替进行的变形处理和热处理步骤。即使与规定参数存在微小偏差，也可能影响线材的功能，导致材料脆化，或改变其形状记忆效应。此外，必须严格避免杂质混入，因为杂质会显著降低材料性能。从熔炉熔融到制成超薄线材，需历经 100 多道工序。

Ingpuls 将扫描电子显微镜

用于质量保障、产品研发和工艺优化

由于线材直径的微小差异都可能影响支架性能，因此生产过程对精度要求高，相应的生产工艺也十分复杂：从合金熔融到数十道冷热变形工序，总共需要 100 多道加工步骤。从铸锭（熔融合金产物）加工成直径 75 微米的线材，需耗时 2 至 4 周。为确保最高质量和工艺稳定性，Ingpuls 使用蔡司 EVO 扫描电子显微镜进行定期检测。Kortmann强调了电镜的关键作用：“只有借助蔡司 EVO，我们才能验证线材的质量。"

扫描电子显微镜：镍钛合金线材的质量保障

借助蔡司 EVO 扫描电子显微镜，镍钛合金的微观结构可清晰呈现，同时还能对表面质量进行详细分析：即便是微裂纹这类极其微小的缺陷，也可能影响材料的使用寿命，因此高分辨率成像至关重要。质量工程师（Ali El-Toufaili）表示：“通过将表面放大 1000 至 2000 倍，我们甚至能检测到最细微的瑕疵。"

除了观察微观结构和表面质量，蔡司 EVO 还能实现针对性的材料分析。利用能量色散 X 射线光谱仪（EDX），可检测出材料中的杂质。电镜在工艺优化方面也发挥着重要作用：通过分析热处理、变形、模具及表面处理等环节对材料结构的影响，工程师能对制造工艺进行精细调整。

Kortmann表示，如果没有蔡司 EVO，“我们就会像在黑暗中摸索，无法快速、精准地开展工作" Ingpuls的三位创始人很快便达成共识。 在设备选择上绝不妥协，Kortmann坚定地说：“如果当初没有选择蔡司 EVO，我们或许会找到一个能满足 80% 需求的解决方案，但剩下 20% 的缺憾，日后必定会让我们倍感困扰。"

蔡司 EVO：可靠、易用、面向未来

质量工程师Ali El-Toufaili也对选择蔡司 EVO 这一决定表示认可，他将这款设备形容为 “高duan必选"。 通过屏幕，他能实时观察样品与探测器的距离 ——“这让我信心十足。" 此外，设备内置的安全设置（可设定最小距离以避免碰撞）也深受图法伊利及其团队的认可。

另一大优势在于其直观、易用的操作界面。这位质量工程师表示：“经过蔡司的简短培训后，我就能熟练操作这款设备了。" 该设备的一大特色优势是可自定义的用户界面：快捷功能键能让重复性操作效率更高。图法伊利还提到，设备检测结果的解读也十分简便。

“通过将表面放大 1000 至 2000 倍，我们甚至能观察到最细微的瑕疵。" 质量工程师Ali El-Toufaili。 镍钛合金线材的质量和独特性能，在很大程度上取决于镍和钛的精确配比，而这一配比决定了线材的形状记忆特性和超弹性表现。

为确保最高质量和工艺可靠性，我们使用蔡司 EVO 扫描电子显微镜进行定期检测。

Ingpuls将扫描电子显微镜用于质量控制、产品研发和工艺优化。每周，图法伊利及其同事都会对从 10000 多米长直径 75 微米线材中提取的材料样本进行分析。该设备在断口表面分析中也“借助它，我们能找出失效原因，并据此优化生产工艺。"

目前，Ingpuls 已拥有 75 名员工，公司制定了宏伟的发展规划，正全力为医疗和汽车行业研发更多创新解决方案。对Kortmann而言，选择蔡司 EVO 也是一项着眼未来的决策：“蔡司扫描电子显微镜为我们节省了宝贵时间，也增强了客户对我们的信任 —— 而这是无价的。"