一种基于浆料直写的制备金属人工骨3D打印方法技术

本发明专利技术涉及一种基于浆料直写的制备金属人工骨3D打印方法，属于增材制造领域的金属3D打印方法。将打印金属粉末与造孔剂锰粉、粘结剂混合均匀后，通过气动打印喷头挤出成为线条，粘结剂中溶剂挥发，随着三维运动平台的移动成为具有复杂形状的三维结构。在后期烧结过程中，粘结剂中聚合物在约300℃时热解，所要制备人工骨的金属材料在高于1000℃的环境中融合在一起，而锰粉则在低于1000℃的高真空条件下蒸发，在线条内部形成微观孔隙。微观孔隙与线条之间的结构孔隙相独立，可以在保持结构孔隙率不变的同时进行微观孔隙的调整，进而调整人工骨支架的机械性能，使其结构孔隙率与机械性能可以同时与人体原有骨骼保持一致。性能可以同时与人体原有骨骼保持一致。性能可以同时与人体原有骨骼保持一致。

【技术实现步骤摘要】
一种基于浆料直写的制备金属人工骨3D打印方法


[0001]本专利技术涉及一种增材制造领域的基于浆料直写制备金属人工骨的3D打印方法，尤其是能够加工出定制化的、几何形状复杂的、可同步调节结构孔隙率与自身机械性能的金属人工骨加工方法。

技术介绍

[0002]目前主流的金属增材制造技术主要有：粉床熔融(Powder bed fusion,PBF)和直接能量沉积(Direct energy deposition,DED)。其中采用激光作为能源的粉床熔融技术(PBF)占据了90％以上的金属3D打印市场，该技术是在金属粉床上进行单层金属粉末的激光扫略，将粉末熔化形成固定形状，之后进行一层层的不断铺粉并扫略，不断重复直至样件成型。直接能量沉积技术(DED)则是在气体保护下通过送粉装置将粉末送到能量束下方，能量束将其熔化，之后逐层堆叠凝固成型。这两类技术通过密集能量将金属粉末融化后堆叠成型，不过，在加工过程中存在以下缺点：
[0003]1、高精密的能量加工系统使得加工过程成本高昂；
[0004]2、存在一定安全隐患；
>[0005]3、单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于浆料直写的制备金属人工骨3D打印方法，其特征在于，包括下列步骤：(1)、混合金属浆料前，称量聚合物与溶剂的质量比为1：3～5，将聚合物和溶剂在密封容器内溶解6～12h，制备成均匀性质的、可流动的、具有一定粘度的浆料粘结剂；(2)、将直径在5～100微米的打印金属粉末与不规则的、粒径在5～15微米的充当造孔剂的锰粉按照体积比1:0.1～2.4称量好，并且按照浆料粘结剂与总金属粉末质量比1:3～5放入球磨机中，在200
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800r/min转速下球磨混合30～60分钟，得到混合均匀的金属浆料；(3)、将金属浆料放入料筒，夹具夹持后，通入稳定气压，气压推动推杆进而推动料筒内部堵头，对金属浆料形成压力，使其通过料筒下方喷头挤出，被挤出的混合着粘结剂的金属粉末呈丝状，并且在挤出后粘结剂中溶剂快速蒸发，聚合物包裹着金属粉末凝固，在由切片软件程序控制的三维运动平台的带动下，金属丝以5
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20mm/s的速度堆叠形成三维结构，得到原型件；(4)、对原型件进行热处理，包括：1)、抽真空：将待烧结的原型件放入真空烧结炉中，进行抽真空，达到3Pa以下的气压环境；2)、粘结剂热解：将真空炉以5～10℃/min的升温速率升温到300℃，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐超，于省楠，吴文征，刘庆萍，任露泉，
申请(专利权)人：吉林大学重庆研究院，
类型：发明
国别省市：