[发明专利]SLM制造微米级拓扑多孔结构钛合金骨组织工程植入物的方法

权利要求书

1.SLM制造微米级规则孔结构钛合金骨组织工程植入物的方法，其特征在于所述微米级规则孔孔隙尺寸≤所使用选区激光融化设备的激光光斑尺寸的两倍，步骤如下：

(1)创建骨组织工程植入物模型

根据所需要的微米级规则孔结构骨组织工程植入物的外部形状和尺寸，采用建模软件创建生成所述外部形状和尺寸的实心模型；

(2)获取激光单次扫描熔道尺寸数据

激光单次扫描的熔道尺寸数据指熔道宽度和熔道深度，通过以下步骤获取：

①根据所使用选区激光融化设备的激光功率默认值p和扫描速度默认值v，计算选区激光融化设备的默认线能量密度值p/v；

②在所使用选区激光融化设备的激光功率和扫描速度可调节范围内选择激光功率和扫描速度，所选择的激光功率P和扫描速度V应满足选区激光融化设备的激光线能量密度值P/V＝默认线能量密度值的1～1.2倍；

③以步骤②选择的激光功率、扫描速度及所使用选区激光融化设备的切片高度默认值和在所使用选区激光融化设备的扫描间距可调节范围内任选的扫描间距为熔道加工的工艺参数，以步骤(1)创建的骨组织工程植入物模型为熔道加工模型，以钛合金粉末为原料，将上述工艺参数输入到选区激光融化设备中，进行激光单层曝光扫描加工，即得到激光单次扫描熔道；

④测量步骤③所得到的激光单次扫描熔道，即获取到对应于所选激光功率和扫描速度的熔道宽度和熔道深度；

(3)确定制造微米级规则孔结构钛合金骨组织工程植入物的工艺参数

制造微米级规则孔结构钛合金骨组织工程植入物的工艺参数为激光功率、扫描速度、切片高度和扫描间距，所述激光功率、扫描速度和切片高度与步骤(2)中熔道加工的激光功率、扫描速度和切片高度相同，所述扫描间距＝步骤(2)获取的熔道宽度+钛合金骨组织工程植入物要求的孔隙尺寸；

(4)加工微米级规则孔结构钛合金骨组织工程植入物

将步骤(1)创建的骨组织工程植入物模型导入分层切片软件并设置切片高度，得到加工路径数据并导入选区激光融化设备，将已确定的激光功率、扫描速度和扫描间距输入选区激光融化设备，以钛合金粉末为原料进行加工，即得到满足要求的孔隙大小≤所使用选区激光融化设备的激光光斑尺寸两倍的微米级规则孔结构钛合金骨组织工程植入物产品。

2.根据权利要求1所述SLM制造微米级规则孔结构钛合金骨组织工程植入物的方法，其特征在于步骤(4)中的钛合金粉末的平均粒径应小于所使用选区激光融化设备的激光光斑尺寸。

3.SLM制造微米级随机孔结构钛合金骨组织工程植入物的方法，其特征在于所述微米级随机孔的孔隙最小尺寸≤所使用选区激光融化设备的激光光斑尺寸的两倍，所述孔隙最小尺寸是指孔隙轮廓之间的最短距离，步骤如下：

(1)创建骨组织工程植入物模型

根据所需要的微米级随机孔结构骨组织工程植入物的外部形状和尺寸，采用建模软件创建生成所述外部形状和尺寸的实心模型；

(2)确定制造微米级随机孔结构钛合金骨组织工程植入物的工艺参数

制造微米级随机孔结构钛合金骨组织工程植入物的工艺参数为激光功率、扫描速度、切片高度和扫描间距，所述扫描间距为所使用选区激光融化设备的扫描间距默认值，所述激光功率、扫描速度和切片高度三个工艺参数中至少一个不为所使用选区激光融化设备的默认值，但不为默认值的激光功率、扫描速度应在该设备所允许的调节范围内选取，不为默认值的切片高度应在所使用的分层切片软件允许的调节范围内选取，同时所确定的工艺参数激光功率、扫描速度、切片高度和扫描间距值应满足选区激光融化设备体积能量密度值P/(VHD)＝5～30W·s/mm³，式中，P为激光功率，V为扫描速度，H为切片高度，D为扫描间距；

(3)加工微米级随机孔结构钛合金骨组织工程植入物

将步骤(1)创建的骨组织工程植入物模型导入分层切片软件并设置切片高度，得到加工路径数据并导入选区激光融化设备，将已确定的激光功率、扫描速度和扫描间距输入选区激光融化设备，以钛合金粉末为原料进行加工，即得到满足要求的孔隙最小尺寸≤所使用选区激光融化设备的激光光斑尺寸两倍的微米级随机孔结构钛合金骨组织工程植入物产品。