医用多孔钽植入物及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110610046A(43)申请公布日2019.12.24(21)申请号201910872480.3G06T17/00(2006.01)(22)申请日2019.09.16G16H50/50(2018.01)(66)本国优先权数据201910437921.72019.05.24CN(71)申请人中航迈特粉冶科技（北京）有限公司地址100094北京市海淀区丰慧中路7号新材料创业大厦9层909(72)发明人杨环高正江张国军马腾陈欣王山(74)专利代理机构北京辰权知识产权代理有限公司11619代理人佟林松(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)G06T15/04(2011.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称医用多孔钽植入物及其制造方法(57)摘要本发明涉及一种医用多孔钽植物及其制造方法，该制造方法包括以下步骤：建立植入物的三维几何模型；对模型进行结构优化设计；对模型架构进行仿真模拟分析，修改模型的外部曲线弧度；仿真模拟组织液流动情况，精修模型的内部结构；再一次仿真模拟，修补模型的变形和缺量位置；将修好的模型切片数据存入3D打印机系统中；3D打印形成多孔钽植入物；将多孔钽植入物的三维数据，导入仿真分析系统中；利用流体仿真模拟表面改性过程，根据结果控制表面改性程度；用表面改性程度的仿真结果，指导多孔钽植入物的表面改性。本发明的医用多孔钽植物及其制造方法，能解决植入物杂质含量问题，简化工艺流程，保证工艺稳定性和可控性，提高产品合格率。CN110610046ACN110610046A权利要求书1/2页1.一种医用多孔钽植物的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据待植入物数据，建立待植入物的三维几何模型；S2：对待植入物的三维几何模型进行结构优化设计，其中所述三维几何模型包括多孔的外皮层装配件和被外皮层装配件包裹的内部填充装配件，所述内部填充装配件为分布均匀且彼此贯通的网状孔隙结构体；S3：三维几何模型、外皮层装配件和内部填充装配件进行仿真分析，划分网格并对整个架构进行动力学仿真模拟分析，根据模拟结果，修改三维几何模型的外部曲线弧度；S4：对三维几何模型进行流体仿真分析，重新划分网格，模拟组织液流动情况，根据模拟结果，精修三维几何模型的内部结构；S5：对精修后的三维几何模型的3D打印过程进行仿真模拟，根据仿真结果，进一步精修三维几何模型的变形和缺量位置；S6：将精修完毕的三维几何模型进行切片，将切片数据存入3D打印机系统中；S7：将预热烘干后的球形金属钽粉装入3D打印机中，进行3D打印，形成医用多孔钽植入物；S8：采集所述医用多孔钽植入物的三维数据，并导入仿真分析系统中；S9：对医用多孔钽植入物模型再次仿真分析，划分网格，利用仿真流体模块模拟表面改性过程，根据模拟结果控制表面改性程度；S10：根据表面改性程度的仿真结果，对医用多孔钽植入物进行表面改性。2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤S2中，外皮层装配件的厚度为0.1-2mm，外皮层的孔的直径为0.5-3mm，相邻孔的间距为0.5-8mm；内部填充装配件的网状孔隙的直径为0.1-1mm，网状孔隙的间距为0.5-1.5mm。3.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，步骤S2中，结构优化设计是基于重建的三维模型数据，结合人体特征和植入环境，建立运动学模型。4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤S3中，动力学仿真模拟分析是对运动学模型进行有限元仿真分析，拟合出待植入物最佳的外部曲线数据。5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤S4中，仿真分析为对三维几何模型进行有限元仿真分析，精修的内部结构包括外壁应力集中位置、易变形位置和网状孔隙直径。6.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤S7中，球形金属钽粉粒度满足D10：20.6，D50：33.1，D90：54.8，粉末松装密度为9.5476g/cm3，50g流动性为4.67s。7.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，步骤S7中，3D打印的主体激光功率为200～350W，激光扫描速度为600～850mm/s，基板温度为100℃，氧含量低于500ppm。8.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤S1中，所述数据包括磁共振成像技术或者X线球管和探测技术获取的二维图像数2CN110610046A权利要求书2/2页据。9.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤S6中，切片的层厚设置为20-50um。10.如权利要求1-9任意一项所述的制造方法制造的医用多孔钽植入物。3CN110610046A说明书1/5页医用多孔钽植入物及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及金属增材制造技术领域，特别