[發明專利]一種激光輻照調控PA2200材料3D打印件表面浸潤性的方法

有效

• 申請號: 201711093999.9
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107639862B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 蔣毅堅;魏小波;曾勇;閆胤洲;趙艷
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B29C71/04
• 分類號: B29C71/04;B29C71/00;B29C64/379;B33Y40/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種激光輻照調控PA2200材料3D打印件表面浸潤性的方法，屬于激光加工、3D打印技術及醫療應用領域。激光輻照法具有可以精確處理成型件表面、控制加工面積和深度、非接觸無污染和不會引入雜質離子等優點。本發明是通過以下裝置實現的：沿著激光器的激光傳輸方向依次放置激光器、復眼均束鏡、透鏡、樣品臺。本發明利用制備PA2200材料3D打印件，采用波長為248nm的KrF準分子激光，設計光路得到激光輻照光斑面積1?2.7cm²，設定激光器的單脈沖能量密度37?259mJ/cm²，頻率2?5Hz，脈沖數200?500對PA2200材料3D打印件進行輻照。經過激光輻照后，打印件表面接觸角由120°變為70°，由疏水性轉變為親水性，有效、快速的調控PA3200材料3D打印件表面浸潤性。

技術領域

本發明涉及激光加工、3D打印技術及醫療應用領域，特別是設計了一種激光輻照調控PA2200材料3D打印件表面浸潤性的方法。

背景技術

PA2200是一種高分子材料，由純PA12組成，呈現白色，具有良好的機械性能和生物相容性。目前，PA2200材料應用于激光選區燒結(SLS)3D打印成型技術，基于此技術成型的PA2200打印件在醫療領域中有著廣泛的應用，包括醫療器械：生物支架、縫合線、注射器、透析設備元件和植入物：球囊導管、血管移植物、硬組織植入物等。激光選區燒結(SLS)是一種鋪粉式的3D打印分層成形技術，具有制造精度高、打印速度快、能夠根據需求定制個性化產品直接成型懸空、薄壁等復雜結構等特點，基于SLS技術制備PA2200材料醫療器械及植入物在醫療領域中有著廣泛的應用前景。應用于醫療領域的PA2200材料3D打印件需具有良好的生物相容性，生物相容性要求打印件尤其是植入物具有浸潤性呈現親水性的表面性能，然而經過SLS技術制備的PA2200材料3D打印件表面浸潤性呈現疏水性，這極大的限制了其在醫療領域進一步應用。

目前，調控PA類材料成型件表面浸潤性的方法主要有：

1.等離子體法：當處于高能態的氣體流接觸到改性材料的表面，會引起材料表面的物理和化學的變化。在PA類材料中氮和氧等離子體會引起其表面發生物理和化學變化。等離子體法可以有效的調控PA類材料成型件表面浸潤性，但其對成型件的表面功能化造成了影響。

2.表面涂層改性法：利用物理方法在PA類材料成型件表面制備交聯的親水性涂層，其可以有效的調控PA類材料成型件表面浸潤性，但是涂層很容易脫落。

3.引入官能團法：針對PA類材料中的酰胺鍵引入特定的官能團，調控成型件表面浸潤性，其可以有效的調控PA類材料成型件表面浸潤性，但其對成型件的表面造成了污染，且成型件表面浸潤性的改變不能長久持續。

4.激光輻照法：近年來，利用各種激光器對PA類成型件表面進行輻照，可以有效的調控PA類材料成型件表面浸潤性，相比于其他幾種方法，激光輻照法具有可以精確處理成型件表面、控制加工面積和深度、非接觸、無污染和不會引入雜質離子等優點，但是目前尚未出現關于激光輻照調控3D打印成型件表面浸潤性的報道。

因此，本發明采用激光輻照的方法調控PA2200材料3D打印件表面浸潤性，本方法工藝流程簡單且有效、快速的調控打印件表面浸潤性。

發明內容

本發明的目的是提供一種激光輻照調控PA2200材料3D打印件表面浸潤性的方法。

本發明的目的通過以下裝置實現的：

沿著激光器的激光傳輸方向依次放置激光器、復眼均束鏡、透鏡、樣品臺。

本發明的目的通過以下技術方案實現的：

1)利用選區激光燒結(Selective Laser Sintering，SLS)3D打印技術制備PA2200材料3D打印件，打印件制備完成后，將其浸入濃度為99.7％的乙醇溶劑超聲清洗，隨后浸入去離子水中超聲清洗，最后將其放入干燥箱中進行烘干；