[发明专利]医用植入体蜡模的选区激光熔化快速成型方法及装置

权利要求书

1.医用植入体蜡模的选区激光熔化快速成型方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)测量病人器官的外形结构数据，作为制造相应医用植入体的原始数据；

(2)采用三维CAD软件将原始数据转化为三维CAD模型，并进行二次加工，然后再进行切片处理，从而获得医用植入体的多层切片的二维CAD数据模型；

(3)对所有切片的二维CAD数据模型进行扫描路径规划，得到医用植入体的扫描路径数据；

(4)将该医用植入体的扫描路径数据导入到选区激光熔化快速成型装置的上位机，然后采用分层快速扫描方法，对石蜡粉末进行选区激光熔化快速成型，从而制得所述医用植入体蜡模；其中，激光的聚焦光斑直径≤100μm，扫描速度＞1m/s，扫描范围≤100mm×100mm，所述石蜡粉末铺层厚度≤50μm；

(5)取出所述医用植入体蜡模，对其表面的多余蜡粉进行清理。

2.根据权利要求1所述医用植入体蜡模的选区激光熔化快速成型方法，其特征在于：步骤(1)所述病人器官的外形结构数据的测量采用CT断层扫描，或非接触的三维扫描仪直接扫描测量，所述扫描精度优于0.02mm；步骤(1)所述原始数据格式为DICOM格式；步骤(2)所述三维CAD软件将所述原始数据转化为三维CAD模型，并进行二次加工，然后直接进行切片处理，所述切片处理过程不涉及STL格式数据；所述切片的二维CAD数据模型为CLI格式或SSL格式。

3.根据权利要求2所述一种医用植入体蜡模的选区激光熔化快速成型方法，其特征在于：所述三维CAD软件为Mimics软件。

4.根据权利要求3任一项所述医用植入体蜡模的选区激光熔化快速成型方法，其特征在于步骤(4)所述分层快速扫描方法，具体包括以下步骤：

(4.1)通过上位机控制送粉及铺粉操作，进行石蜡粉末铺层；

(4.2)上位机根据所述扫描路径数据，控制激光扫描当前石蜡粉末铺层，将选区内的石蜡粉末完全熔化在基底上；

(4.3)反复进行步骤(4.1)及步骤(4.2)，直到完成最后一层石蜡粉末铺层的扫描。

5.根据权利要求4所述医用植入体蜡模的选区激光熔化快速成型方法，其特征在于：步骤(4.2)所述基底是指当石蜡粉末铺层为第一层时，基底为选区激光熔化快速成型装置的成型缸，当石蜡粉末铺层为第一层外的其它层时，基底为已经熔化的前一层石蜡粉末层。

6.根据权利要求4所述医用植入体蜡模的选区激光熔化快速成型方法，其特征在于：所述激光采用TEM00的基模射频CO2激光，激光功率≤10W，波长10.6μm，光束质量因子M2≤1.2。

7.根据权利要求4所述医用植入体蜡模的选区激光熔化快速成型方法，其特征在于：所述石蜡粉末采用普通医用石蜡粉，粉末粒子尺寸≤20μm。

8.实现权利要求1-7任一项所述医用植入体蜡模的选区激光熔化快速成型方法的医用植入体蜡模的选区激光熔化快速成型装置，包括上位机、激光聚焦及扫描系统、粉末铺设系统，其特征在于：所述激光聚焦及扫描系统采用先扫描后聚焦方式，其包括依次光路连接的激光器、扩束镜、X轴扫描振镜、Y轴扫描振镜、聚焦透镜；所述激光器采用TEM00模的射频CO2激光器，输出功率≤10W，波长10.6μm，光束质量因子M2≤1.2，激光器输出光斑直径≤4mm；扩束镜的扩束倍数为5～8倍；X轴扫描振镜和Y轴扫描振镜响应速度＜1ms；聚焦透镜为扫描范围≤100mm×100mm，焦距为70～150mm的CO2激光专用F-θ透镜。

9.根据权利要求8所述医用植入体蜡模的选区激光熔化快速成型装置，其特征在于：所述粉末铺设系统包括成型缸、送粉装置、铺粉装置，所述上位机的控制模块与所述激光器、X轴扫描振镜、Y轴扫描振镜、成型缸的活塞伺服电机、送粉装置的步进电机、铺粉装置的步进电机分别驱动连接，所述铺粉装置设于成型缸内，送粉装置设于铺粉装置的上方。

10.根据权利要求9所述医用植入体蜡模的选区激光熔化快速成型装置，其特征在于：所述成型缸的活塞与缸壁采用零接触设计；所述活塞的活塞杆采用精度为±1μm的精密丝杆；所述铺粉装置包括铺粉辊、两条直线运动导轨，所述铺粉辊为绕自身轴线作回转运动的滚辊，其架设在两条直线导轨上方，与工作台平面间无接触，铺粉辊与工作台平面的平行度误差为±0.01mm以内。