[发明专利]增材制造钛合金分区骨小梁人工髋关节臼杯及制备方法

权利要求书

1.增材制造钛合金分区骨小梁人工髋关节臼杯，包括半球面本体(9)，所述半球面本体的中部设置有带内螺纹的第一圆孔(1)，半球面本体的外表面设置有骨小梁(3)，其特征是所述骨小梁(3)进行分区设置，第一分区线(6)和第二分区线(5)相交，交点过带内螺纹的第一圆孔(1)的中心，第三分区线(4)呈圆形，位于半球面本体的近边缘处；第一分区线、第二分区线和第三分区线将半球面本体外表面划分为：第一上区(71)、第一下区(72)、第二上区(73)、第二下区(74)、第三上区(75)、第三下区(76)、第四上区(77)和第四下区(78)；第一上区(71)、第二上区(73)、第三上区(75)和第四上区(77)面积相等；

在所述半球面本体的一侧设置有带内螺纹的第二圆孔(2)，所述带内螺纹的第二圆孔(2)为3个，其中2个分别设置在第一上区(71)和第三上区(75)内，另1个设置在第一上区(71)和第三上区(75)的交界处；

第三上区(75)和第四上区(77)设置有第一种骨小梁(81)，第三下区(76)和第四下区(78)设置有第二种骨小梁(82)，第一上区(71)设置有第三种骨小梁(83)，第一下区(72)设置有第四种骨小梁(84)，第二上区(73)设置有第五种骨小梁(85)，第二下区(74)设置有第六种骨小梁(86)；第一种骨小梁的孔径和孔隙率依次小于第二种骨小梁、第三种骨小梁、第四种骨小梁、第五种骨小梁和第六种骨小梁。

2.根据权利要求1所述的增材制造钛合金分区骨小梁人工髋关节臼杯，其特征是：

所述第一种骨小梁孔径为700μm-740μm，孔隙率为65％-70％；

所述第二种骨小梁孔径为750μm-770μm，孔隙率为71％-75％；

所述第三种骨小梁孔径为780μm-810μm，孔隙率为76％-78％；

所述第四种骨小梁孔径为820μm-850μm，孔隙率为79％-80％；

所述第五种骨小梁孔径为860μm-900μm，孔隙率为81％-83％；

所述第六种骨小梁孔径为910μm-950μm，孔隙率为84％-85％；

所述第一种骨小梁、第二种骨小梁、第三种骨小梁、第四种骨小梁、第五种骨小梁、第六种骨小梁厚度相等，为1.2mm-1.5mm。

3.权利要求1或2增材制造钛合金分区骨小梁人工髋关节臼杯的制备方法，其特征包括如下步骤：

1)以钛合金粉为原料，经3D打印一体成型得到增材制造钛合金分区骨小梁人工髋关节臼杯的第一中间产物，将所述第一中间产物放入热等静压炉，在氦气或氩气保护下，升温至900℃-950℃，在110MPa-140MPa，恒温放置1h-3h，降至常压，随所述炉冷却至200℃以下，取出，得到第二中间产物：

2)将第二中间产物放置于程序性降温盒中以1℃/min的速度降温至-80℃～-120℃，恒温放置5h-10h，从程序性降温盒中取出；在液氮中再放置16h-36h，调节温度至室温，得到第三中间产物；

3)将第三中间产物放置于程序性降温盒中以1℃/min的速度降温至-80℃～-120℃，恒温放置5h-10h；从程序性降温盒中取出；在液氮中再放置16h-36h，调节温度至室温；得第四中间产物，进行机加工修整，得到增材制造钛合金分区骨小梁人工髋关节臼杯；

增材制造钛合金分区骨小梁人工髋关节臼杯的第一中间产物、第二中间产物、第三中间产物和第四中间产物的结构与增材制造钛合金分区骨小梁人工髋关节臼杯结构相同。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征是所述钛合金粉化学成分按质量百分比包括88％-90％的Ti，5.5％-6.5％的Al，3.5％-4.5％的V，余量为不可避免的微量杂质；钛合金粉的粒径为45μm-106μm。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征是步骤2)和3)所述调节温度的步骤为：升温至-120℃～-80℃，恒温保持3h-5h；升温至-40℃～-20℃，恒温保持3h-5h；升温至4℃-8℃，恒温保持1h-3h，升温。