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      一種具有成分與孔隙雙梯度過(guò)渡層的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)件制備方法與流程

      文檔序號(hào):12329773閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

      技術(shù)特征:

      1.一種具有成分與孔隙雙梯度過(guò)渡層的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)件制備方法,其特征在于,包括如下步驟:

      (1)設(shè)計(jì)具有仿生單元拓?fù)涞目紫冻叨瘸侍荻茸兓木W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的三維CAD模型,將所述三維CAD模型切片處理后轉(zhuǎn)化為STL文件,并導(dǎo)入SLM成形裝備中,對(duì)SLM成形裝備抽真空并通入保護(hù)氣氛;

      (2)在SLM成形裝備中采用多組分在線混粉機(jī)構(gòu)進(jìn)行用于制備網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)件的多種粉末的實(shí)時(shí)均勻混合,通過(guò)在線監(jiān)測(cè)含量控制每種粉末在混合粉末中的配比,混合后的粉末通過(guò)下落粉機(jī)構(gòu)和鋪粉裝置進(jìn)行送粉及鋪粉;

      (3)根據(jù)STL文件的數(shù)據(jù)信息激光掃描成形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)件的當(dāng)前切片層,結(jié)束后使當(dāng)前切片層下降一個(gè)鋪粉層厚的高度,然后采用當(dāng)前配比的混合粉末進(jìn)行下一切片層的粉末的輸送與鋪展;

      (4)重復(fù)步驟(3),直至采用同一配比粉末完成設(shè)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高度的成形;繼續(xù)在多組分在線混粉機(jī)構(gòu)中完成下一配比的多種粉末的實(shí)時(shí)均勻混合,并進(jìn)行送粉和鋪粉;

      (5)重復(fù)步驟(3)-(4),直至完成多種成分梯度過(guò)渡下整個(gè)網(wǎng)狀梯度結(jié)構(gòu)件的成形。

      2.如權(quán)利要求1所述的具有成分與孔隙雙梯度過(guò)渡層的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)件制備方法,其特征在于,所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的三維CAD模型為基于仿生結(jié)構(gòu)的Cell單元、Cage單元、Cubic單元、Octahedron單元、Diamond單元或Gyroid單元;單元的孔隙率以單位間隔2%-5%從60%漸變至80%,單元的尺寸設(shè)計(jì)為2mm-8mm。

      3.如權(quán)利要求1或2所述的具有成分與孔隙雙梯度過(guò)渡層的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)件制備方法,其特征在于,所述多組分在線混粉機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)兩種以上的不同類型粉末的混合,并能實(shí)時(shí)精確控制每種粉末的含量,每種粉末均通過(guò)對(duì)應(yīng)的輸送通道輸送至在線混粉機(jī)構(gòu)的混合腔體中,最后在混合腔體內(nèi)通過(guò)攪拌器混合均勻。

      4.如權(quán)利要求3所述的具有成分與孔隙雙梯度過(guò)渡層的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)件制備方法,其特征在于,所述混合腔體與下落粉機(jī)構(gòu)連通,粉末通過(guò)重力作用落粉;所述多組分在線混粉機(jī)構(gòu)與鋪粉裝置在水平方向上為同軸并行運(yùn)動(dòng),處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài),以提高先落粉后鋪粉方式的效率。

      5.如權(quán)利要求4所述的具有成分與孔隙雙梯度過(guò)渡層的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)件制備方法,其特征在于,所述多種粉末包括金屬粉末和生物陶瓷粉末,其中,金屬粉末為球形粉末,優(yōu)選為醫(yī)用級(jí)純鈦、鈦合金、不銹鋼、鈷鉻合金、鈦鈮合金或鉭,粒徑為20-30μm;生物陶瓷粉末優(yōu)選為醫(yī)用級(jí)羥基磷灰石、磷酸三鈣、氧化鋯或鈣磷石,粒徑為50-150nm。

      6.如權(quán)利要求5所述的具有成分與孔隙雙梯度過(guò)渡層的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)件制備方法,其特征在于,混合粉末以金屬為主,添加少量陶瓷粉末,其成分配比從1%到30%,以設(shè)定的單位間隔進(jìn)行成分梯度變化,其中,成分配比為質(zhì)量或體積百分比,設(shè)定的單位間隔為1%-5%。

      7.如權(quán)利要求6所述的具有成分與孔隙雙梯度過(guò)渡層的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)件制備方法,其特征在于,每種配比的混合粉末制造的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高度不少于1mm,每當(dāng)完成一種配比的混合粉末成形,將混合腔內(nèi)剩余的粉末通過(guò)粉末收集裝置進(jìn)行回收,清空混合腔,再進(jìn)行下一種配比的粉末混合。

      8.如權(quán)利要求7所述的具有成分與孔隙雙梯度過(guò)渡層的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)件制備方法,其特征在于,鋪粉層厚為20-30μm。

      9.如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的具有成分與孔隙雙梯度過(guò)渡層的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)件制備方法,其特征在于,以力學(xué)性能均勻化為原則,將網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的孔隙率由高到低的方向作為制造方向,粉末配比由低到高進(jìn)行制備與成形。

      10.一種具有成分與孔隙雙梯度過(guò)渡層的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)件,其特征在于,所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)件由權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的方法制備,優(yōu)選的,所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)件應(yīng)用于金屬植入假體,具備個(gè)性化外形。

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