[发明专利]一种基于选区激光熔化技术制备医用多孔钽零件的方法在审
申请号: | 201910794502.9 | 申请日: | 2019-08-27 |
公开(公告)号: | CN110421172A | 公开(公告)日: | 2019-11-08 |
发明(设计)人: | 石晓艳;刘辉;罗锦华;韩建业;皇甫强;成芸 | 申请(专利权)人: | 西安九洲生物材料有限公司 |
主分类号: | B22F3/11 | 分类号: | B22F3/11;B22F9/14;B33Y10/00;B33Y70/00;A61L27/04;A61L27/56 |
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地址: | 710016 陕西省西安市西安经*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 制备 多孔钽 选区激光熔化 多孔结构模型 激光打印 等离子旋转电极 综合机械性能 氩气保护气氛 真空热处理 超高转速 成型设备 成形过程 二维切片 人体骨质 三维软件 孔隙率 钽粉末 构建 基板 孔棱 喷砂 匹配 打印 切割 清洗 激光 支撑 优化 制造 | ||
1.一种基于选区激光熔化技术制备医用多孔钽零件的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)选用超高转速等离子旋转电极法制备的球形钽粉末为原材料;
2)使用三维软件构建所需制备的立方多孔结构模型,添加支撑,将模型进行二维切片,将切片后的文件导入选区激光熔化成型设备;
3)设置选区激光熔化成形过程的打印工艺参数,进行打印;
4)将基板及打印完成的零件,放入真空热处理炉进行热处理;
5)将热处理后的零件进行切割、清洗、喷砂,最终获得多孔钽零件。
2.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术制备医用多孔钽零件的方法,其特征在于,步骤1)中,所述球形钽粉末为超高转速等离子旋转电极法制备,粒度范围为15-53μm。
3.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术制备医用多孔钽零件的方法,其特征在于,步骤1)中,所述球形钽粉末流动性≤10s/50g,所述纯Ta粉末振实密度≥10g/cm3,粉末氧含量低于80ppm。
4.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术制备医用多孔钽零件的方法,其特征在于,步骤2)中,为获得特定的孔隙率,设计合适的孔径和孔棱尺寸,使用三维软件构建所需立方多孔结构模型,添加支撑,将模型进行二维切片。
5.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术制备医用多孔钽零件的方法,其特征在于,步骤3)中,设定金属粉末铺粉厚度为20~40μm,激光功率280~400W,激光扫描速率1500~2000mm/s,激光扫描间距80~100μm。
6.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术制备医用多孔钽零件的方法,其特征在于,步骤3)中,成形过程中向成形腔内通入氩气,使得成形腔内氧含量不超过0.05%。
7.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术制备医用多孔钽零件的方法,其特征在于,步骤3)中,基板预热温度设置为80~100℃。
8.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术制备医用多孔钽零件的方法,其特征在于,步骤4)中,所述热处理方法为:将基板和零件置于真空热处理炉,以20℃/min升温至900~1000℃,保温2~3h,再随炉冷却至300℃,取出空冷至室温。
9.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术制备多孔钽零件的方法,其特征在于,步骤5)中,所述切割采用带锯床完成。
10.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术制备医用多孔钽零件的方法,其特征在于,步骤5)中,所述清洗为超声波清洗,采用金属清洗剂兑水比例1:30,加热到50℃,清洗时间不低于15~25min。
11.根据权利要求1所述的一种基于选区激光熔化技术制备医用多孔钽零件的方法,其特征在于,步骤5)中,所述喷砂所采用砂子类型为棕刚玉,粒径为35-50目,持续时间为15min。
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