技术特征:
1.一种增材制造医用钛合金植入体及表面冲击强化方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:根据个体病患人体骨骼特征,采用三维建模软件对所需医用钛合金植入体进行三维建模;步骤二:根据医用钛合金植入体的三维模型,采用激光选区熔化技术增材制造出医用钛合金植入体;步骤三:对增材制造完成的医用钛合金植入体进行机械加工处理,降低其表面粗糙度;步骤四:采用激光强化技术对经机械加工处理后的医用钛合金植入体进行表面改性,得到所需的医用钛合金植入体。2.根据权利要求1所述的一种增材制造医用钛合金植入体及表面冲击强化方法,其特征在于,在步骤四之后,还包括:步骤五:对激光强化处理后得到的医用钛合金植入体依次进行耐磨损性能检测、电化学腐蚀测试和表面粗糙度检测,判断其是否满足植入要求。3.根据权利要求2所述的一种增材制造医用钛合金植入体及表面冲击强化方法,其特征在于,步骤五中采用极化曲线方法对医用钛合金植入体进行耐磨损性能检测,判断其摩擦系数是否满足大于等于0.7;采用chi660电化学工作站对医用钛合金植入体进行电化学腐蚀测试,判断其自腐蚀电位是否满足大于等于
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0.6v,钝化电位是否满足大于等于1.2v,击穿电位是否满足大于等于3.5v;采用zygo nex view三维白光干涉表面形貌仪对医用钛合金植入体进行表面粗糙度检测,判断其表面粗糙度是否满足小于等于0.3μm;若医用钛合金植入体满足上述指标要求,则符合植入要求。4.根据权利要求1所述的一种增材制造医用钛合金植入体及表面冲击强化方法,其特征在于,步骤一中的三维建模软件为:capture 3d scan anything、solid works或computer aided design。5.根据权利要求1所述的一种增材制造医用钛合金植入体及表面冲击强化方法,其特征在于,步骤二中激光选区熔化技术采用的激光选区熔化设备的参数要求为:激光波长408
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1062nm,激光功率1000
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4000w,光斑直径2
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6mm,铺粉速度10
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200g/h,扫描速度500
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1500mm/min,保护气氛为氩气。6.根据权利要求1所述的一种增材制造医用钛合金植入体及表面冲击强化方法,其特征在于,步骤三中的机械加工方法为:切削加工和磨削加工。7.根据权利要求1所述的一种增材制造医用钛合金植入体及表面冲击强化方法,其特征在于,步骤四中的激光强化技术采用的激光强化设备的参数要求为:激光波长408
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1064nm,脉宽15ps
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15ns,光斑直径1
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5mm,重复率1
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50hz,输出能量5
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35j。
技术总结
本发明公开了一种增材制造医用钛合金植入体及表面冲击强化方法,包括以下步骤:步骤一:根据个体病患人体骨骼特征,采用三维建模软件对所需医用钛合金植入体进行三维建模;步骤二:根据医用钛合金植入体的三维模型,采用激光选区熔化技术增材制造出医用钛合金植入体;步骤三:对增材制造完成的医用钛合金植入体进行机械加工处理,降低其表面粗糙度;步骤四:采用激光强化技术对经机械加工处理后的医用钛合金植入体进行表面改性,得到所需的医用钛合金植入体。本发明将激光选区熔化增材制造技术与激光冲击强化表面改性技术相结合,可制造出形状复杂、与个体患者契合度更高、耐体液腐蚀和耐磨损的医用钛合金植入体。腐蚀和耐磨损的医用钛合金植入体。腐蚀和耐磨损的医用钛合金植入体。
技术研发人员:郭伟 薛俊良 张宏强 朱颖 史佳鑫 张永鑫 戴为 肖军 刘通
受保护的技术使用者:北京航空航天大学
技术研发日:2021.08.06
技术公布日:2021/11/14