[發(fā)明專利]一種增材制造骨科鉭金屬、制備方法及應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110384561.6 | 申請日： | 2021-04-09 |
| 公開（公告）號： | CN113102772B | 公開（公告）日： | 2023-01-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李佳奇;李震;張迪 | 申請（專利權(quán)）人： | 廣州柔巖科技有限公司 |
| 主分類號： | B22F10/28 | 分類號： | B22F10/28;B22F5/10;B22F10/64;C22C27/02;A61L27/04;B33Y10/00;B33Y40/20;B33Y80/00 |
| 代理公司： | 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401 | 代理人： | 藍(lán)曉玉 |
| 地址： | 510660 廣東省廣*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 制造 骨科 金屬 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明屬于醫(yī)療應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種增材制造骨科鉭金屬、制備方法及應(yīng)用，采用激光熔融或電子束工藝加工成型，對粉體性、激光熔化參數(shù)、設(shè)備穩(wěn)定性、鋪粉質(zhì)量、打印精度，氧氣含量的生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。對成型后零件進(jìn)行熱等靜壓(HIP)/熱處理(HT)，進(jìn)而進(jìn)行表面處理，可獲得高致密性，高性能的成型件。本發(fā)明提供了高致密性的高性能鉭金屬,植入人體后具備穩(wěn)定可靠的機(jī)械性能滿足體內(nèi)復(fù)雜的環(huán)境和力學(xué)要求，并且可以結(jié)合后續(xù)的表面處理滿足不同的醫(yī)療應(yīng)用場景需求。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于醫(yī)療應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種增材制造骨科鉭金屬、制備方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)
目前，鉭金屬作為生物相容性極佳的醫(yī)用材料，同時具有良好的耐腐蝕性和機(jī)械性能。與目前應(yīng)用廣泛的鈦和鈦合金相比，鉭金屬具有更好的生物相容性和骨誘導(dǎo)能力，是下一代植入物的理想材料。增材制造或稱3D打印是以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，將材料逐層堆積制造的新興制造技術(shù)，在個性化定制、復(fù)雜結(jié)構(gòu)部件制備等方面具有與醫(yī)療應(yīng)用結(jié)合的顯著優(yōu)勢。特別是制造的多孔結(jié)構(gòu)，比如類似骨小梁結(jié)構(gòu)可促進(jìn)組織生長和投放藥物，可調(diào)節(jié)力學(xué)性能實(shí)現(xiàn)個性化匹配。
但是鉭金屬的熔點(diǎn)2996度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鈦金屬1660度，這對于鉭金屬為主的器械的制造加工是新的挑戰(zhàn)，特別是植入人體的零部件需要穩(wěn)定可靠的機(jī)械性能滿足體內(nèi)復(fù)雜的環(huán)境和力學(xué)要求。
通過上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及缺陷為：鉭金屬的熔點(diǎn)過高，以鉭金屬為主的器械的制造加工是新的挑戰(zhàn)，特別是植入人體的零部件需要穩(wěn)定可靠的機(jī)械性來滿足體內(nèi)復(fù)雜的環(huán)境和力學(xué)要求。
解決以上問題及缺陷的難度為：
鉭金屬的熔點(diǎn)高，機(jī)械性能優(yōu)異。加工困難。需要提高提高能量束的能量密度以提高溫度。后期的HIP工作溫度也需要提高，壓力需要增加。
解決以上問題及缺陷的意義為：
鉭合金的生物相容性優(yōu)異，甚至強(qiáng)于鈦合金。用于制造人體植入物時的排異效應(yīng)小，壽命更長，副作用小。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種增材制造骨科鉭金屬、制備方法及應(yīng)用。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種增材制造骨科鉭金屬的制備方法，所述增材制造骨科鉭金屬的制備方法包括以下步驟：
步驟一，采用激光熔融或電子束工藝將鉭金屬粉末加工成型；
步驟二，對粉體性、激光熔化參數(shù)、設(shè)備穩(wěn)定性、鋪粉質(zhì)量、打印精度，氧氣含量的生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；
步驟三，對成型后零件根據(jù)材料使用場景需求來決定使用熱處理或是熱等壓處理，進(jìn)而進(jìn)行表面處理，獲得高致密性，高性能的成型件。
進(jìn)一步，步驟二中，激光功率100-1000W。氧氣含量100ppm。
步驟三中，溫度為1600～2000攝氏度；工作壓力50～200MPa,時間2-4小時。
進(jìn)一步，步驟三中，熱處理中溫度為1950攝氏度，200MPa,2小時。
步驟三中，表面處理中溫度為1750攝氏度，200MPa,2小時。
本發(fā)明地另一目的在于提供一種增材制造骨科鉭金屬，所述增材制造骨科鉭金屬通過所述材制造骨科鉭金屬的制備方法制備。
鉭金屬的雜質(zhì)組成成分(ppm)
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