一种提高3D打印准直器耐腐蚀性和强度的打印方法与流程

本发明涉及3d打印钨准直器，具体是一种提高3d打印准直器耐腐蚀性和强度的打印方法。

背景技术：

1、在ct机（计算机断层扫描）技术发展迅速，目前已发展至第五代，其中x射线探测器是检查成像的核心部件，涉及多达上千个高精密零部件的组装与调试，是ct机整机性能保证和生产成本控制的关键步骤和技术。ct机x射线探测器由x射线准直器、准直器支架和光电转换模块三个主要部分构成。其中的x射线准直器随着医疗影像行业发展和高精度诊疗的需求，其结构越来越复杂和多样化，因此多采用选取激光选区融化3d打印技术（slm）来生产。

2、slm技术经过多年发展在很多金属粉末，例如铁、钛、镍等打印方面日趋成熟，但是对于纯钨（w）打印件则比较头痛。这正是由于钨拥有极高的熔点（3410℃），是自然界中最难熔的金属。而slm技术在成型的实质上，就是利用激光的高能量对球形钨颗粒进行熔化和焊接，由于钨的高熔点，激光在快速扫过打印区域的球形钨粉后，并不能使得整个钨球完全熔化，通常能融化的只是钨球的部分表面。因此，虽然整个钨制品最终能够打印成型，但是其结构强度总是差强人意。

3、目前，为了提升钨准直器的强度，通常通过对打印参数进行调整，比如提高打印功率，降低扫描速度等。然而，提高打印功率往往会造成打印仓内的温度急剧升高，材料部分区域应力很大，将3d打印件从基板上切下后，会出现严重的扭曲变形。此外，降低扫描速度，使得生产效率会出现大幅度下降。

4、另外，3d打印钨制品通常采用几微米到十几微米的球形粉进行打印，由于其颗粒较小，表面活性高，加上激光融化焊接的不充分，导致打印件在高温潮湿的环境下容易出现氧化腐蚀的情形。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺陷和不足，提供一种提高3d打印准直器耐腐蚀性和强度的打印方法，以同时提高准直器的断裂强度和耐腐蚀性能。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种提高3d打印准直器耐腐蚀性和强度的打印方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

4、s1．混合：将球形钨粉和球形镍粉进行混合，得到混合粉料，其中，球形镍粉的质量分数为1-3%，球形钨粉的质量分数为97-99%；

5、s2．干燥：将混合粉料分盘放入真空干燥箱中进行干燥；

6、s3．3d打印：将干燥后的混合粉料倒入3d打印机的打印仓中，当打印仓中的氧含量＜500ppm时，开始进行打印，打印结束后，得到3d打印件；

7、s4．热处理：将3d打印件连同基板一起置于氢气气氛保护炉中，进行热处理；

8、s5．切割：将热处理后的3d打印件从基板上切割下；

9、s6．去除毛刺：对切割下的3d打印件进行喷砂处理或磨粒流处理，去除3d打印件的孔壁毛刺以及切割产生的切割毛刺；

10、s7．清洗烘干：对去除毛刺后的3d打印件进行超声波清洗和烘干，得到镍钨合金准直器。

11、进一步的，所述的步骤s1中，在混合球形钨粉和球形镍粉之前，选取粒度为5-45μm，符合正态分布，球形度＞95%，氧含量＜100ppm的球形钨粉和球形镍粉。

12、进一步的，所述的步骤s1中，将球形钨粉和球形镍粉投入混料机中进行均匀混合，混合时间为30-180min。

13、进一步的，混合时，向所述的混料机中充入氮气进行保护。

14、进一步的，所述的步骤s2中，干燥时间为30-240 min，干燥温度为60-110℃，所述真空干燥箱的真空度＜10-2pa。

15、进一步的，所述的步骤s3中，关闭所述打印仓的仓门后，向打印仓中吹入氩气进行除气，使得打印仓中的氧含量＜500ppm。

16、进一步的，所述的步骤s3中，所述3d打印机的打印功率为50-240w，扫描速度为200-1000mm/s，打印层厚为1.5-4丝/层。

17、进一步的，所述的步骤s4中，热处理温度为500-1000℃，保温时间为2-8h。

18、进一步的，所述的步骤s5中，采用慢走丝线的切割方式，贴着基板的表面切割下3d打印件。

19、进一步的，所述的步骤s7中，超声波的频率为25-53khz，清洗时间为5-30min，水温为25-80℃；烘干温度为50-120℃，烘干时间为5-120min。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、本发明在球形钨粉中增加一定比例（1-3%）的球形镍粉，并对两种球形粉末进行均匀混合，在打印时能够生成镍钨合金，合金化的镍钨相不仅明显提高了准直器产品的断裂强度（可由150n提升至220n），而且大幅度的改善了其防腐蚀性能（中性盐雾试验时间可由原来的2小时提升至72小时）。

技术特征：

1.一种提高3d打印准直器耐腐蚀性和强度的打印方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种提高3d打印准直器耐腐蚀性和强度的打印方法，其特征在于：所述的步骤s1中，在混合球形钨粉和球形镍粉之前，选取粒度为5-45μm，符合正态分布，球形度＞95%，氧含量＜100ppm的球形钨粉和球形镍粉。

3.根据权利要求1或2所述的一种提高3d打印准直器耐腐蚀性和强度的打印方法，其特征在于：所述的步骤s1中，将球形钨粉和球形镍粉投入混料机中进行均匀混合，混合时间为30-180min。

4.根据权利要求3所述的一种提高3d打印准直器耐腐蚀性和强度的打印方法，其特征在于：混合时，向所述的混料机中充入氮气进行保护。

5.根据权利要求1所述的一种提高3d打印准直器耐腐蚀性和强度的打印方法，其特征在于：所述的步骤s2中，干燥时间为30-240 min，干燥温度为60-110℃，所述真空干燥箱的真空度＜10-2pa。

6.根据权利要求1所述的一种提高3d打印准直器耐腐蚀性和强度的打印方法，其特征在于：所述的步骤s3中，关闭所述打印仓的仓门后，向打印仓中吹入氩气进行除气，使得打印仓中的氧含量＜500ppm。

7.根据权利要求1或6所述的一种提高3d打印准直器耐腐蚀性和强度的打印方法，其特征在于：所述的步骤s3中，所述3d打印机的打印功率为50-240w，扫描速度为200-1000mm/s，打印层厚为1.5-4丝/层。

8.根据权利要求1所述的一种提高3d打印准直器耐腐蚀性和强度的打印方法，其特征在于：所述的步骤s4中，热处理温度为500-1000℃，保温时间为2-8h。

9.根据权利要求1所述的一种提高3d打印准直器耐腐蚀性和强度的打印方法，其特征在于：所述的步骤s5中，采用慢走丝线的切割方式，贴着基板的表面切割下3d打印件。

10.根据权利要求1所述的一种提高3d打印准直器耐腐蚀性和强度的打印方法，其特征在于：所述的步骤s7中，超声波的频率为25-53khz，清洗时间为5-30min，水温为25-80℃；烘干温度为50-120℃，烘干时间为5-120min。

技术总结
本发明公开了一种提高3D打印准直器耐腐蚀性和强度的打印方法，具体包括：（1）将一定比例的球形钨粉和球形镍粉进行混合，得到混合粉料；（2）对混合粉料进行干燥；（3）将干燥后的混合粉料倒入3D打印机的打印仓中，当打印仓中的氧含量＜500ppm时，开始进行打印，打印结束后，得到3D打印件；（4）将3D打印件连同基板一起置于氢气气氛保护炉中，进行热处理；（5）将热处理后的3D打印件从基板上切割下；（6）对切割下的3D打印件进行喷砂处理或磨粒流处理，去除3D打印件的孔壁毛刺以及切割产生的切割毛刺；（7）对去除毛刺后的3D打印件进行超声波清洗和烘干，得到镍钨合金准直器。本发明能够同时提高准直器的断裂强度和耐腐蚀性能。

技术研发人员：胡忠娟,徐林,刘文胜,陆文杰,余伟,韩道镜,郁兀斌,陈世宝,朱晓峰,唐开龙,王涛,仇治勤,罗建军,时晓明
受保护的技术使用者：安庆瑞迈特科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29