[發明專利]3D打印方法及實現該打印方法的3D打印設備

在審

• 申請號: 202010217311.9
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111391301A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 孫文龍
• 申請（專利權）人: 淄博鑄夢工場三維技術有限公司
• 主分類號: B29C64/106
• 分類號: B29C64/106;B29C64/209;B29C64/386;B29C64/379;B29C67/04;B33Y10/00;B33Y40/20;B33Y50/00
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 胡瑩

本發明屬于3D打印技術領域，主要用于醫療骨科植入物的3D打印，具體涉及一種3D打印方法，本發明方法采用羥基磷灰石與粘合劑作為打印材料，經噴射得到層狀打印材料，之后紅外熱固成型，在層層打印得到模型后，先經過脫脂處理將粘結劑高溫氣化，粘結劑高溫氣化后在模型中留有若干微孔隙，最后進行一定時間的高溫燒結得到具有微孔隙結構的樣品，通過3D打印技術能夠根據實際情況對樣品進行個性化設計，得到所需骨科植入物，而且降低了骨科植入物的生產制造成本，突破了目前采用鈦合金打印骨科植入物的價格昂貴、普通家庭難以承擔的技術瓶頸，在醫療領域意義非同尋常；本發明還提供了一種實現該打印方法的3D打印設備。

技術領域

本發明涉及一種3D打印方法及實現該打印方法的3D打印設備，用于醫療骨科植入物的3D打印，屬于3D打印技術領域。

背景技術

3D打印機的工作原理和傳統打印機基本一樣，都是由控制組件、機械組件、打印頭、耗材和介質等架構組成的，打印原理是一樣的，其與傳統打印機的不同在于：先通過計算機的建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區”成逐層的截面，即切片，從而指導打印機逐層打印。3D打印機主要是在打印前在電腦上設計了一個完整的三維立體模型，然后再進行打印輸出。

目前3D打印技術應用已經非常廣泛，常用的3D打印技術有以下幾種：

1、FDM(“Fused Deposition Modeling”的縮寫)技術：

FDM技術即熔積成型法，是一種將各種絲材(如工程塑料ABS、PLA、PC等)加熱熔化成半液態，然后被擠壓出來，有選擇性的涂覆在工作臺上，快速冷卻形成薄片輪廓，進而堆積成型方法，其設備費用低、原材料利用效率高，因此具有成本較低的優勢，但通過FDM技術得到的樣品表面有較明顯的條紋，即樣品表面粗糙，成型精度相對較低，而且因所采用耗材不適合作為醫療骨科植入物的原材料，因此本技術無法用于醫療骨科植入物的3D打印；

2、光固化3D打印技術：

目前市面上常見有SLA、DLP、LCD三種光固化3D打印技術，因為打印精度高，可以達到微米級，因此在3D打印領域應用較為普遍，但光固化3D打印技術中使用的耗材都是光固化液體樹脂，這種材質打印出的樣品較脆，因此不適用于醫療骨科植入；

3、3D噴射打印技術：

首先，3D噴射打印技術所用設備價格非常昂貴，因此成本較高，更主要的是，噴射3D打印技術中使用的耗材為粉體尼龍或者液體樹脂，因所用耗材不適合作為醫療骨科植入物的原材料，因此本技術無法用于醫療骨科植入物的3D打印；

4、SLS(“Selective Laser Sintering”的縮寫)技術：

SLS技術即選擇性激光燒結技術，目前常用于金屬粉末燒結或者PEEK、PC、尼龍等塑粉燒結，目前該技術在航空航天以及醫療等特定技術領域應用較為廣泛。在醫療中主要涉及鈦合金3D打印及應用：

鈦合金因為其良好的生物相容性和耐腐蝕等特性，已被廣泛應用于醫學領域中，成為牙齒、人工關節、骨創傷、脊柱矯形內固定系統、手術器械等醫用產品的首選材料，而通過3D打印能夠根據個人不同的要求進行個性化設計(比如使用3D打印技術制作的下頜骨可以完全貼合患者的患處曲線)，因此鈦合金的3D打印技術應用前景廣闊。但在實際應用時，因鈦合金本身價格昂貴，制造成本高，所以通過鈦合金制得的骨科植入物的價格也非常昂貴，普通患者家庭很難承擔。

因此，對于骨科植入物的3D打印技術還需要進一步的探索和研發。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術中的不足，提供一種生產制造成本低、能夠打印醫療骨科植入物的3D打印方法；同時還提供一種能夠實現該打印方法的3D打印設備。

本發明所述的3D打印方法，步驟如下：