[发明专利]一种用于直接制造金属骨科植入物的激光选区熔化专用设备

摘要

一种用于直接制造金属骨科植入物的激光选区熔化专用设备，其特征在于它包括成形系统、粉末回收系统、铺粉系统、激光传输系统、粉尘过滤和水/氧净化双循环系统以及密封腔；所述成形系统、粉末回收系统、铺粉系统均置于密封腔体内，所述激光传输系统置于密封腔体上部，所述粉尘过滤和水/氧净化双循环系统置于密封腔外部；所述成形系统包括成形缸、成形缸活塞、滚珠丝杠、伺服电机和光栅尺；所述成形缸活塞内部设有加热铜板、水冷系统和温度传感器；所述铺粉系统采用上铺粉的方式铺粉；成形过程在氩气保护下进行，并设有粉尘过滤和水/氧净化双循环系统。本发明成形腔气氛洁净度高、成形零件尺寸精度高、可成形多孔结构和生物通道等仿生结构，适合于人工髋关节的快速和个性化定制。

主权项

1.一种用于直接制造金属骨科植入物的激光选区熔化专用设备，其特征在于它包括成形系统、粉末回收系统、铺粉系统、激光传输系统、粉尘过滤和水/氧净化双循环系统以及密封腔；所述成形系统、粉末回收系统、铺粉系统均置于密封腔内，所述激光传输系统置于密封腔上部，所述粉尘过滤和水/氧净化双循环系统置于密封腔外部，并通过密封腔上的通气口与密封腔连接；所述成形系统包括成形缸、成形缸活塞、滚珠丝杠、伺服电机和光栅尺；所述成形缸活塞内部设有加热铜板、水冷系统和温度传感器；所述铺粉系统采用上铺粉的方式铺粉；成形过程在氩气保护下进行，并设有粉尘过滤和水/氧净化双循环系统；所述成形缸活塞与光栅读数头固定连接，所述成形缸与光栅尺固定连接，伺服电机与光栅尺配合形成闭环控制，使成形缸活塞定位精度达到5μm；所述成形缸活塞包括活塞底板、连接法兰、铺粉基板、铜加热板、水冷通道、聚四氟乙烯隔热垫和温度传感器；所述铜加热板置于活塞底板之上，通过螺纹孔与活塞底板固定，所述铜加热板与活塞底板之间用聚四氟乙烯隔热垫隔开，并与其上方的铺粉基板有2‑4mm的间隙；所述水冷通道置于铜加热板外侧并用○型密封圈密封；所述温度传感器与控制系统相连，以实现粉层的高温预热和温度的实时监测；所述铺粉系统包括铺粉料斗、滚珠丝杠、刮刀和电磁阀；所述铺粉料斗置于成形缸上方，由滚珠丝杠驱动，左右运动；所述刮刀安装于铺粉料斗出口端一侧，在铺粉料斗运动的同时对粉末进行刮平和压实；所述电磁阀安装于铺粉料斗开口处，并与控制系统相连以控制开口的开度大小；所述密封腔前后左右均开有通气口；所述左右两侧通气口与气体净化系统相连，形成水/氧净化循环，前后两侧通气口与粉尘过滤系统相连，形成粉尘过滤循环；其特征在于：所述水/氧净化双循环系统包括粉尘滤芯、气体循环管路、电磁阀、水含量传感器、氧含量传感器、真空泵、水/氧净化器、氩气储气罐；所述密封腔前后左右开有通气口，密封腔上设有氩气补充进气口，密封腔内气体通过右侧通气口进入气体循环管路；气体循环管路出口处安装有电磁阀用以控制气体循环的通断；气体循环管路出口处安装有水含量传感器和氧含量传感器，所述水含量传感器和氧含量传感器检测精度可达0.1ppm。