[發(fā)明專利]一種增材制造醫(yī)用鈦合金植入體及表面沖擊強(qiáng)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110903340.5
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113634765A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭偉;薛俊良;張宏強(qiáng);朱穎;史佳鑫;張永鑫;戴為;肖軍;劉通
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: B22F10/28
• 分類號: B22F10/28;B22F10/60;C22F3/00;B33Y10/00;B33Y40/20
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 符繼超

1.一種增材制造醫(yī)用鈦合金植入體及表面沖擊強(qiáng)化方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：根據(jù)個體病患人體骨骼特征，采用三維建模軟件對所需醫(yī)用鈦合金植入體進(jìn)行三維建模；

步驟二：根據(jù)醫(yī)用鈦合金植入體的三維模型，采用激光選區(qū)熔化技術(shù)增材制造出醫(yī)用鈦合金植入體；

步驟三：對增材制造完成的醫(yī)用鈦合金植入體進(jìn)行機(jī)械加工處理，降低其表面粗糙度；

步驟四：采用激光強(qiáng)化技術(shù)對經(jīng)機(jī)械加工處理后的醫(yī)用鈦合金植入體進(jìn)行表面改性，得到所需的醫(yī)用鈦合金植入體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增材制造醫(yī)用鈦合金植入體及表面沖擊強(qiáng)化方法，其特征在于，在步驟四之后，還包括：

步驟五：對激光強(qiáng)化處理后得到的醫(yī)用鈦合金植入體依次進(jìn)行耐磨損性能檢測、電化學(xué)腐蝕測試和表面粗糙度檢測，判斷其是否滿足植入要求。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種增材制造醫(yī)用鈦合金植入體及表面沖擊強(qiáng)化方法，其特征在于，步驟五中采用極化曲線方法對醫(yī)用鈦合金植入體進(jìn)行耐磨損性能檢測，判斷其摩擦系數(shù)是否滿足大于等于0.7；采用CHI660電化學(xué)工作站對醫(yī)用鈦合金植入體進(jìn)行電化學(xué)腐蝕測試，判斷其自腐蝕電位是否滿足大于等于-0.6V，鈍化電位是否滿足大于等于1.2V，擊穿電位是否滿足大于等于3.5V；采用ZYGO Nex View三維白光干涉表面形貌儀對醫(yī)用鈦合金植入體進(jìn)行表面粗糙度檢測，判斷其表面粗糙度是否滿足小于等于0.3μm；若醫(yī)用鈦合金植入體滿足上述指標(biāo)要求，則符合植入要求。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增材制造醫(yī)用鈦合金植入體及表面沖擊強(qiáng)化方法，其特征在于，步驟一中的三維建模軟件為：Capture 3D Scan Anything、Solid Works或Computer Aided Design。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增材制造醫(yī)用鈦合金植入體及表面沖擊強(qiáng)化方法，其特征在于，步驟二中激光選區(qū)熔化技術(shù)采用的激光選區(qū)熔化設(shè)備的參數(shù)要求為：激光波長408-1062nm，激光功率1000-4000W，光斑直徑2-6mm，鋪粉速度10-200g/h，掃描速度500-1500mm/min，保護(hù)氣氛為氬氣。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增材制造醫(yī)用鈦合金植入體及表面沖擊強(qiáng)化方法，其特征在于，步驟三中的機(jī)械加工方法為：切削加工和磨削加工。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增材制造醫(yī)用鈦合金植入體及表面沖擊強(qiáng)化方法，其特征在于，步驟四中的激光強(qiáng)化技術(shù)采用的激光強(qiáng)化設(shè)備的參數(shù)要求為：激光波長408-1064nm，脈寬15ps-15ns，光斑直徑1-5mm，重復(fù)率1-50Hz，輸出能量5-35J。