[发明专利]生物植入体的3D打印装置及打印方法

说明书

一种生物植入体的3D打印装置及其打印方法，该3D打印装置包括成型工作台、铺粉装置、第一激光模块、第二激光模块和激光控制模块，其中，所述激光控制模块控制所述第一激光模块输出连续激光扫描成型形成生物植入体的打印层，输出脉冲激光进行精密加工后，所述第二激光模块对所述生物植入体的打印层进行微结构减材加工。本发明提供的生物植入体的3D打印装置及打印方法采用高稳定性的光纤第一激光器分别发出连续激光和脉冲激光，通过第一激光器扫描成型形成生物植入体的打印层和轮廓精密加工后，通过光纤第二激光器对打印层进行微结构减材加工，不再需要对3D打印的生物植入体进行后续打磨处理，一次打印成型，具有精度高和简化生产工序。

技术领域

本发明涉及一种激光3D打印技术，尤其涉及一种用于生物植入体的3D打印装置及其打印方法。

背景技术

选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术是目前金属3D打印技术中成型精度最高的成型方法，SLM技术是利用高密度激光斑点在具有保护气氛的箱体里进行的二维图形的快速扫描，使熔化的金属粉末材料凝固成20μm-30μm的薄层，并逐层堆积打印出精密的3D生物植入体，广泛应用于植入器件制造中，例如在骨科领域的骨关节、椎体、骨科替代植入物，又如植入性器械领域的精密导管类、精密微创器械等、血管支架等体内支架(例如食道、胆道和气管支架)等。

现有的生物植入体制造使用的3D打印方法在打印出生物植入体的实体后，由于打印精度和表面质量的问题，后续通常需要通过数控加工等传统减材加工方式再次对生物植入体进行精密加工，而且无法进行植入体微孔加工。因此，现有的3D打印方法难以满足具有复杂微结构的生物植入体的生产需求。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种生物植入体的3D打印装置及其打印方法，可满足内部具有微结构的生物植入体的打印要求。

本发明首先提供了一种生物植入体的3D打印装置，所述生物植入体的3D打印装置包括：

成型工作台，设置在成型工作室内；

铺粉装置，用于在所述成型工作台铺设粉末；

第一激光模块，包括第一激光器和第一扫描振镜，所述第一激光器包括依次设置的连续激光种子源和脉冲激光种子源、光纤耦合器及光纤放大器，所述连续激光种子源和脉冲激光种子源输出的光束经过光纤耦合器及光纤放大器后输出连续激光或脉冲激光；所述第一扫描振镜用于将所述第一激光器输出的连续激光或脉冲激光通过第一扫描振镜聚焦在铺设在所述成型工作台上的粉末；

第二激光模块，包括第二激光器和移动机构，所述移动机构设置于所述成型工作台的上方，所述第二激光器连接于所述移动机构，所述移动机构带动所述第二激光器在一水平面内沿横向或者纵向移动；

激光控制模块，分别与所述第一激光模块和第二激光模块连接，用于控制所述第一激光器输出连续激光对所述铺设在所述成型工作台上的粉末扫描成型形成生物植入体的打印层并且控制所述第一激光器输出所述脉冲激光对所述打印层进行精密加工后，所述第二激光器对所述生物植入体的打印层进行微结构减材加工，然后所述第一激光器输出连续激光对所述铺设在所述打印层上的粉末扫描成型，在所述生物植入体内形成多孔结构。

进一步，还包括摄像头，

在通过所述连续激光扫描成型出平面时，通过所述摄像头获取所述平面的表面形貌，以及获取所述第二激光器对所述平面进行微结构减材加工后的表面形貌。

进一步，所述第二激光器为皮秒或者飞秒激光器，并且所述第二激光器的焦距范围为5～100mm。

进一步，还包括热处理机构，所述热处理机构用于对所述成型工作室进行热处理，所述热处理机构包括设置在所述成型工作台上的加热元件，用于对粉末进行预热，和/或，