基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法技术

本发明专利技术涉及基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法，三维设计、数据处理、参数设置和选区烧结，其中：A.设计精细多孔结构的三维模型；B.添加支撑结构，并进行分层处理；C.激光扫描的参数设置，设置光斑补偿；D.成型设备中设置柔性铺粉装置，铺粉装置将金属粉末平铺到成型基板上后，光纤激光器发射激光将金属粉末熔化，形成多孔结构的单层截面；E.成型基板下降一层，重复步骤D～E，使金属粉末逐层熔化堆积，直到获得成型的多孔结构零件。本发明专利技术能够实现精细的多孔结构，不会破坏多孔结构的细微部分，多孔结构的表面光滑，能够有效应用于骨科植入中。

Forming method of fine porous metal structure based on laser selective melting

The invention relates to a metal fine porous structure forming method based on selective laser melting, three-dimensional design, data processing, parameter setting and selective sintering, including: A. design three-dimensional model of fine porous structure; adding B. support structure, and hierarchical processing; setting parameters of C. laser scanning, spot setting compensation; flexible powder spreading device D. molding equipment, powder spreading device of metal powder forming across the substrate after the fiber laser emits a laser metal powder melting, forming a layer of porous section structure; forming a layer of E. substrate decreased, repeat steps D to E, the metal powder layer by layer melt accumulation, until the parts forming the porous structure. The invention can realize fine porous structure, do not destroy the fine part of the porous structure, and the surface of the porous structure is smooth, so it can be effectively applied to Department of orthopedics implantation.

【技术实现步骤摘要】
基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法
本专利技术涉及基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法。
技术介绍
多孔结构的生物零件常被用于骨科植入领域，由于结构复杂，传统加工很难实现。骨科植入常用的金属包括有钛合金和钴铬合金，这两种合金的可加工性能差，切削加工困难，在热加工中，非常容易吸收氢、氧、氮、碳等杂质，造成抗磨性差，而且生产工艺复杂。3D激光打印的粉末床激光熔化工艺是将金属粉末平铺在成型基板上，用激光熔化粉末，再层层堆积，最终成型，其工艺通常包括对生物零件的三维设计、对三维设计后的三维模型进行数据处理、激光选区烧结的参数设置、选区烧结等步骤。该工艺突破了传统加工在设计端和加工端的限制，可成型金属多孔结构。但是，现有的粉末床激光熔化工艺也存在一些技术问题，例如在精细的多孔零件的激光打印中，由于铺粉装置采用的是硬质刮刀，因此零件的微细结构容易被刮刀刮坏，多孔零件的薄壁或孔的支撑杆，特别是各孔的边缘部分，在成型时容易粘结粉末，造成表面粗糙，支撑杆等结构在成型时精度不够等，从而造成最终加零件的精度较低，需要后期的进一步打磨修复。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于激光选区熔化的金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法，包括有三维设计、数据处理、参数设置和选区烧结，其特征为：A.通过三维设计形成精细多孔结构的三维模型；B.在数据处理软件中对所述的三维模型添加支撑结构，并对三维模型进行分层处理；C.在工艺控制软件中对分层处理后的三维模型进行激光扫描的参数设置，并对全局的光斑补偿进行设置，建立工作文件，导入成型设备中；D.成型设备中设置柔性的铺粉装置，将金属粉末置入成型设备的粉末仓中，所述的铺粉装置将金属粉末从粉末仓平铺到成型基板上后，光纤激光器发射激光将成型基板上的金属粉末熔化，形成多孔结构的单层截面；E.完成一层单层截面后，成型基板下降一层，再次将金属粉末从粉末仓平...

【技术特征摘要】
1.基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法，包括有三维设计、数据处理、参数设置和选区烧结，其特征为：A.通过三维设计形成精细多孔结构的三维模型；B.在数据处理软件中对所述的三维模型添加支撑结构，并对三维模型进行分层处理；C.在工艺控制软件中对分层处理后的三维模型进行激光扫描的参数设置，并对全局的光斑补偿进行设置，建立工作文件，导入成型设备中；D.成型设备中设置柔性的铺粉装置，将金属粉末置入成型设备的粉末仓中，所述的铺粉装置将金属粉末从粉末仓平铺到成型基板上后，光纤激光器发射激光将成型基板上的金属粉末熔化，形成多孔结构的单层截面；E.完成一层单层截面后，成型基板下降一层，再次将金属粉末从粉末仓平铺到成型基板上后，光纤激光器发射激光将成型基板上的金属粉末熔化，再形成一层多孔结构的单层截面；判断零件的多孔结构是否已成型，若已成型，则结束成型操作，取出多孔结构成型件；否则将成型基板下降一层，根据步骤C建立的工作文件，重复步骤D～E，使金属粉末逐层熔化堆积，直到获得成型的多孔结构零件。2.如权利要求1所述的基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法，其特征为：所述的支撑结构为树形支撑结构，其中树干的底部位于成型基板上。3.如权利要求1所述的基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法，其特征为：步骤D中，在光纤激光器发射激光前，通过向成型设备的成型室和过滤仓中充入惰性气体，控制成型室的氧浓度为0.01％～0.09％。4.如权利要求1所述的基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法，其特征为：步骤C中将光斑补偿的参数设置为－0.10～－0.13mm。5.如权利要求4所述的基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法，其特征为：在步骤C中将三维模型的大小缩放至理论尺寸的75％～80％。6.如权利要求1所述的基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法，其特征为：步骤C中设置对三维模型的上表面轮廓和垂直表面轮廓的激光扫描的能量与对三维模型下表面轮廓的激光扫描的能量的最大比值为2.5，对三维模型的上表...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹善方，刘睿诚，吴利苹，张志霄，姚圳珠，蒋安琪，
申请(专利权)人：成都优材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51