[发明专利]一种激光烧结制备医用钛合金材料的方法

权利要求书

1.一种激光烧结制备医用钛合金材料的方法，该方法包括如下步骤：

S1、钛合金粉末表面处理：选取平均粒径为20-60μm的雾化钛合金粉，采用惰性气体驱动雾化钛合金粉，以400-500m/s的速度撞击螺旋型模具，螺旋型模具内表面设置有硬质合金凸起，硬质合金凸起的宽度和高度均为70-80纳米，在进行撞击的过程中对模具进行超声振动，超声振动频率为20kHz，振幅为2-4μm，经螺旋型模具处理后，雾化钛合金粉表面被切割出纳米级坑槽，收集处理后的钛合金粉备用；

S2、纳米银悬浊液的制备：将纳米银粉末均匀分散在PVP的水溶液中获得纳米银悬浊液，其中，纳米银的重量百分比为1%-3%；

S3、纳米银的附着：将步骤S1获得的钛合金粉末加入到步骤S2制备的纳米银悬浊液中，在水浴条件下搅拌，同时进行超声处理，搅拌均匀后，对悬浊液进行过滤、洗涤并干燥，得到表面附着有纳米银的钛合金粉末；

S4、三维数据的生成：根据骨骼植入体性能需要，对骨骼植入体的结构、形状进行设计，具体地，根据骨骼的弹性模量、抗压强度设计对应的骨骼植入体的结构，将骨骼植入体设计为内部孔隙大，外部孔隙小的多孔结构，孔隙小的部分作为骨骼植入体的轮廓部，孔隙大的内部作为芯部，将设计好的三维模型数据导入增材设备中；

S5、激光烧结增材制造：采用同轴送粉的方式进行激光烧结增材制造，在芯部以未进行表面处理的钛合金粉进行激光烧结增材制造，在轮廓部至少一部分厚度以步骤S3获得的表面附着有纳米银的钛合金粉末进行激光烧结增材制造；

S6、表面处理：对激光烧结增材制造得到的骨骼植入体进行表面处理，采用含钙磷电解质的水溶液进行微弧氧化表面处理，在骨骼植入体表面获得含有羟基磷灰石的微弧氧化膜层。

2.根据权利要求1中所述的一种激光烧结制备医用钛合金材料的方法，其特征在于：步骤S2中，纳米银粉末与PVP的质量比为（20~25）：1，纳米银的平均粒径为70-75nm。

3.根据权利要求1中所述的一种激光烧结制备医用钛合金材料的方法，其特征在于：步骤S3中，钛合金粉末与纳米银的质量比为100:1，水浴加热温度为60-70℃，搅拌时间为0.5-1.5h，超声处理的频率为20kHz，干燥温度为50℃。

4.根据权利要求1中所述的一种激光烧结制备医用钛合金材料的方法，其特征在于：步骤S5中，激光烧结增材制造采用直接金属激光烧结工艺，送粉速度为15-20g/min，激光功率为600-800W，扫描速度为10-20mm/s，光斑直径为0.5-2mm，保护气流量为4-6L/min，扫描层厚为300-400μm；轮廓部分提供的粉末中，表面附着有纳米银的钛合金粉末所占比例为1wt%-100wt%。

5.根据权利要求1中所述的一种激光烧结制备医用钛合金材料的方法，其特征在于：步骤S6中，制备的微弧氧化膜层厚度为20-80μm。