[发明专利]TC4钛合金镂空人造骨的选区激光熔化成形方法

权利要求书

1.TC4钛合金镂空人造骨的选区激光熔化成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：通过现有的三维建模软件，设计TC4钛合金人造骨的CAD模型；或者采用传统逆向反求方法，获得TC4钛合金人造骨的三维模型；

步骤2：采用商用三维设计软件对人体骨的三维模型进行镂空结构设计，选择合适的区域加入镂空网格结构，增加人造骨与人体的相容性；

步骤3：采用商用剖分软件对带有镂空结构的人造骨三维模型进行分层离散，将人造骨三维模型转化成二维切片模型，得到一层层的截面轮廓数据，并根据轮廓数据生成相应的加工程序；

步骤4：将人造骨选区激光熔化程序导入商用金属选区激光熔化成形设备中；

步骤5：将成形基材固定在选区激光熔化成形设备的成形缸上，TC4钛合金粉末放入粉末缸中，并向成形室中充入氩气，充入的氩气纯度不低于99.99％，保持成形室中氧含量浓度在8-10ppm的范围内；

步骤6：送粉装置将TC4钛合金粉末送至成形缸上，铺粉装置将足够的TC4钛合金粉末均匀的铺在成形缸的基材上，多余的粉末送至收粉缸内；

步骤7：激光根据人造骨选区激光熔化加工程序选择性的照射在金属粉末上，被照射上的粉末熔化，凝固形成实体，单层激光扫描结束后形成人造骨的单层截面；

步骤8：成形缸下降一层的高度，重复步骤6和7，金属粉末逐层熔化，层层叠加，直至人造骨完全堆积成形；

步骤9：向成形室中充入氩气，直至成形室中压强达到一个大气压，然后打开成形室，将未使用的TC4钛合金粉末回收，得到成形好的TC4钛合金人造骨。

2.根据权利要求1所述的TC4钛合金镂空人造骨的选区激光熔化成形方法，其特征在于，所述的步骤7中，激光功率为200-400W，扫描速度为1000-1500mm/s，供粉量为0.05-0.18mm/层，单层层高为0.02-0.06mm，成形室内氩气循环风速控制电压为2.0-3.0V。

3.根据权利要求1或2所述的TC4钛合金镂空人造骨的选区激光熔化成形方法，其特征在于，所述的步骤7中，激光对金属粉末进行层间错开扫描，每层轮廓单独进行扫描。

4.根据权利要求1或2所述的TC4钛合金镂空人造骨的选区激光熔化成形方法，其特征在于，所述的TC4钛合金粉末的粒度为+150目到-200目，颗粒尺寸为75μm。

5.根据权利要求1或2所述的TC4钛合金镂空人造骨的选区激光熔化成形方法，其特征在于，所述的商用金属选区激光熔化成形设备的激光器为400W-1000W的CO₂激光器或者光纤激光器。

6.根据权利要求1或2所述的TC4钛合金镂空人造骨的选区激光熔化成形方法，其特征在于，所述的送粉装置为可升降的送粉缸，所述的铺粉装置为刮刀。

7.根据权利要求1或2所述的TC4钛合金镂空人造骨的选区激光熔化成形方法，其特征在于，所述的镂空结构为网格结构、带蒙皮网格结构或异型曲面蒙皮网格结构。