一种基于3D打印技术的极小曲面结构磷酸三钙/钛酸锶钡复合生物陶瓷的制备方法技术

一种3D打印具有极小曲面结构的磷酸三钙/钛酸锶钡复合陶瓷的制备方法，属于3D打印技术及生物陶瓷领域。DLP(数字光固化)3D打印技术具有成型速度快，打印模型精度高，成本低廉等优势。本发明专利技术组合物主要为：35‑70vol％的磷酸三钙/钛酸锶钡复合陶瓷粉体，30‑65vol％的光敏树脂预混液。本发明专利技术使用Rhino软件设计并优化极小曲面模型，将模型导入Q3DP软件进行切片并导出扫描数据，按照一定的比例配制浆料并进行球磨，将浆料导入到BESK打印机树脂槽中开始打印，打印完成后的坯体再放入中号炉中进行脱脂和烧结，最终得到结构稳定、力学性能优异，具有压电性能、生物相容性的磷酸三钙/钛酸锶钡复合陶瓷。

A Method for Preparing Minimal Curved Surface Tricalcium Phosphate/Barium Strontium Titanate Composite Bioceramics Based on 3D Printing Technology

The invention relates to a preparation method for 3D printing tricalcium phosphate/barium strontium titanate composite ceramics with minimal curved surface structure, belonging to the field of 3D printing technology and bioceramics. DLP (Digital Light Curing) 3D printing technology has the advantages of fast forming speed, high precision of printing model and low cost. The composition of the invention is mainly composed of 35 70 vol% tricalcium phosphate/barium strontium titanate composite ceramic powder and 30 70 vol% photosensitive resin premix. The invention uses Rhino software to design and optimize the minimal surface model, imports the model into Q3DP software for slicing and deriving scanning data, compounds slurry according to a certain proportion and grinds it by ball, imports slurry into the resin tank of BESK printer to start printing, and after printing, the green body is put into the medium-sized furnace for degreasing and sintering, and finally obtains stable structure and excellent mechanical properties. Tricalcium phosphate/barium strontium titanate composite ceramics with piezoelectric properties and biocompatibility.

【技术实现步骤摘要】
一种基于3D打印技术的极小曲面结构磷酸三钙/钛酸锶钡复合生物陶瓷的制备方法
本专利技术涉及一种3D打印技术以及一种复合生物陶瓷，属于增材制造领域，特别是使用了DLP(数字光固化)3D打印技术制备了一种极小曲面结构的磷酸三钙/钛酸锶钡陶瓷。
技术介绍
磷酸三钙陶瓷(TricalciumPhosphate,TCP)又称磷酸三钙，存在多种晶型转变，主要分为β—TCP和α—TCP。磷酸三钙的化学组成与人骨的矿物相似，与骨组织结合好，无排异反应，是一种良好的骨修复材料。磷酸三钙天然的物学性能使其多用于医学领域。目前的研究多选用β—TCP，因为α—TCP的溶解度过大，植入人体后降解快，无法发挥人工骨的作用。袁景等利用3D打印技术制备出高性能多孔β—TCP骨组织工程支架。吴成铁、常江等通过3D打印的方法制备有序大孔结构的锰－磷酸三钙(Mn－TCP)生物陶瓷支架。人体天然骨骼具有压电性能，其中的神经传导是通过电信号来完成的，骨骼的修复过程也需要电信号反馈给神经系统，传统的陶瓷材料作为替代骨，由于其植入区间内不具备电信号传导，修复过程慢，难以与新生骨相融合。因此，开发一种具有压电性能的陶瓷材料作为替代本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于3D打印技术的磷酸三钙/钛酸锶钡复合材料的极小曲面结构制的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：使用三维建模软件设计需要的极小曲面结构并建立分层和扫描路径的数据，并计算其孔隙率，根据有限元分析软件的力学模拟结果对多孔结构进行调整，得到最佳孔隙率下的模型，本模型的孔隙率为60％‑80％；步骤二：将钛酸锶钡粉末和磷酸三钙粉末按照质量比4:1的比例进行混合并进行表面有机化处理，有机化处理具体为：选用硅烷偶联剂KH‑570与无水乙醇按照1:15的体积比进行均匀混合得到混合液，将混合液与混合粉末按照1:4的质量比混合搅拌均匀，静置3小时后，再将其放入干燥箱内使粉末完全干燥；步骤三：将有...

【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印技术的磷酸三钙/钛酸锶钡复合材料的极小曲面结构制的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：使用三维建模软件设计需要的极小曲面结构并建立分层和扫描路径的数据，并计算其孔隙率，根据有限元分析软件的力学模拟结果对多孔结构进行调整，得到最佳孔隙率下的模型，本模型的孔隙率为60％-80％；步骤二：将钛酸锶钡粉末和磷酸三钙粉末按照质量比4:1的比例进行混合并进行表面有机化处理，有机化处理具体为：选用硅烷偶联剂KH-570与无水乙醇按照1:15的体积比进行均匀混合得到混合液，将混合液与混合粉末按照1:4的质量比混合搅拌均匀，静置3小时后，再将其放入干燥箱内使粉末完全干燥；步骤三：将有机化处理后的复合陶瓷粉体加入以下物质形成反应体系，该体系由3wt％聚乙烯吡络烷酮作为光引发剂，5wt％的聚丙烯酸盐作为分散剂，6wt％的蔗糖为粘结剂，36wt％光敏树脂和50wt％的复合陶瓷粉体组成，搅拌均匀后进行球磨处理，球磨参数：球料质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾勇，杨天浩，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11