CN108515175A - 一种镁合金浆料及其打印方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镁合金浆料及其打印方法，按重量百分比计，包括5‑50wt％的镁合金颗粒，质量占比10‑40％的聚乳酸颗粒及余量助剂；所述助剂，由溶剂、稠度调节剂、活性剂及组成触变剂；所述镁合金颗粒为AZ31镁合金，粒径为25‑38μm；所述聚乳酸颗粒为分子量10000‑20000、粒径为0‑10μm、分解温度为200‑220℃的聚合物。方法是：将制备好的镁合金浆料注入储料槽，加压使浆料均匀通过输料槽进入喷射阀体内，通过压电陶瓷撞击使浆料快速喷出，形成微滴。采用上述技术方案，通过对镁合金浆料的打印和控制，为镁合金‑聚乳酸复合材料的3D打印提供了新方法。

Description

一种镁合金浆料及其打印方法
技术领域
本发明涉及金属材料技术领域，具体来说为镁合金喷印浆料及其打印。
背景技术
近年来，镁及其合金逐渐成为可降解生物材料领域的研究热点。与现有骨组织工程材料相比，镁及其合金具有以下优势：(1)与人体有良好的生物相容性；(2)体内可完全降解为镁离子，被周围肌体组织吸收后通过人体体液排出，避免二次手术，减轻患者负担；(3)具有合适的物理力学性能，弹性模量接近骨组织；(4)降解产物无细胞毒性，镁对骨髓细胞的生长没有抑制作用，也没有发现细胞溶解现象；(5)镁合金资源丰富，价格低。因此，镁合金可以作为有效的医用植入材料获得使用。
由于镁合金在体内降解速度过快，限制了其在生物医学上的应用，业界近几年通常采用镁合金与聚乳酸复合的方法进行优化。在目前报道的技术方案中，如直接在镁合金表面涂覆聚乳酸PLA有机涂层，以及有报道利用电沉积方法在镁合金表面制备氢氧化镁涂层，可以在一定程度上提高镁合金的耐腐蚀性能，但是普遍存在许多问题，如孔隙率过高，结构不够致密，水解产物与镁合金基体反应产生氢气等问题。
喷印技术是一种无接触、无压力且不需掩膜的数字化成像技术，它可以把设计的图像信息通过打印机印刷到基材上。该技术不仅节省了耗材、缩短了印刷时间，还可在任意基材上进行图案化刻制，不受承印物形状和尺寸的限制，由于该技术的诸多优势，使得喷印工艺在各领域得到飞速的发展。对于镁合金与聚乳酸PLA的复合材料，如果利用喷印技术进行快速打印，并在后续过程中采用激光进行固化，可以实现在生物医学上的定制化应用。因此，研发适用于喷印技术的镁合金喷印浆料对于喷印技术及生物医用材料的推广和使用有着极大的意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术所存在的不足，提供一款镁合金浆料及其打印方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种镁合金浆料，按重量百分比计，包括5-50wt％的AZ31镁合金颗粒，质量占比10-40％的聚乳酸颗粒及余量助剂。
其中的AZ31镁合金颗粒，按重量百分比，由95.83％的Mg，3.1％的Al，0.8％的Zn，0.15％的Mn，0.06％的Si，0.03％的Cu，0.02％的Ni，0.01％的Fe组成。颗粒尺寸为25-38μm。
其中的聚乳酸是低分子链PLA(10000-20000)颗粒，粒径范围0-10μm。
其中的助剂，按重量百分比，由15-55wt％的溶剂，10-50％的稠度调节剂，5-10％的活性剂及余量的触变剂组成。
所述溶剂为异丙醇、醋酸丙酯中的一种或两种，主要作用为溶解其它助剂，为其他助剂提供载体。
所述稠度调节剂为聚乙二醇、聚丙二醇和甲氧基聚乙二醇的一种或两种，主要提高润湿性和调节稠度。
所述活性剂为聚氧乙烯十八醇、聚氧乙烯月桂醚、丙二醇脂肪酸酯中的一种或两种，其作用是保证足够的活性，同时清除镁合金颗粒表面存在的氧化层，提供良好的润湿性。
所述触变剂为氢化蓖麻油、聚酰胺蜡、气相二氧化硅的一种或两种，主要提高镁合金浆料喷印过程的触变性能。
所述镁合金浆料打印方法为：
S1.将制备好的镁合金浆料注入储料槽；
S2.加压使浆料均匀通过输料槽进入喷射阀体内；
S3.通过压电陶瓷控制撞针撞击使浆料，使喷嘴快速喷出均匀的镁合金浆料微滴。
本浆料适用于喷射印刷，通过多次均匀喷印点构造线条，并由线及面，分层固化出结构件。
采用上述技术方案，本发明具有以下优点：
(1)本发明提供了一种镁合金浆料及打印方法。本发明可以解决常温下镁合金与聚乳酸混合膏体的喷印问题，在通过压电陶瓷的撞击下，喷射出均匀的膏体液滴，为后续的镁合金浆料3D打印过程提供了新的解决方案。
(2)本发明采用的大颗粒(镁合金)与小颗粒(聚乳酸)混合，添加助剂混合成膏体，利用膏体滑动时小颗粒对大颗粒的润滑作用，在喷印过程中有较好的触变性，在喷印时点径均匀，高度一致，喷印点光滑饱满。与纯镁合金浆料相比，通过本发明方法掺入聚乳酸颗粒的浆料具有较好的喷印性能。
附图说明
图1镁合金浆料喷印原理示意图
图中，1、压电陶瓷；2、活塞；3、撞针；4、喷射阀；5、输料槽；6、储料槽。
图2实施例1喷印点体式显微图像(50倍)；
图3实施例2喷印点体式显微图像(50倍)；
图4实施例3喷印点体式显微图像(50倍)；
图5实施例1喷印点3D形貌照片；
图6实施例2喷印点3D形貌照片；
图7实施例3喷印点3D形貌照片；
图8实施例1-3触变环曲线；
图9聚乳酸小颗粒加入改变镁合金浆料喷印性能原理；
具体实施方式
实施例1：
(1)按照质量比10∶7∶2∶1分别称取溶剂、稠度调节剂、活性剂和触变剂制备助剂，再按照1∶1∶1的比例分别称取镁合金颗粒、聚乳酸颗粒和助剂，按照质量比混合得到镁合金浆料。
(2)利用喷印机对镁合金浆料进行喷印。
实施例2：
(1)按照质量比10∶7∶2∶1分别称取溶剂、稠度调节剂、活性剂和触变剂制备助剂，再按照2∶1∶1的比例分别称取镁合金颗粒、聚乳酸颗粒和助剂，按照质量比混合得到镁合金浆料。
(2)利用喷印机对镁合金浆料进行喷印。
实施例3：
(1)按照质量比10∶7∶2∶1分别称取溶剂、稠度调节剂、活性剂和触变剂制备助剂，再按照3∶1∶1的比例分别称取镁合金颗粒、聚乳酸颗粒和助剂，按照质量比混合得到镁合金浆料。
(2)利用喷印机对镁合金浆料进行喷印。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种镁合金浆料，其特征在于，按重量百分比计，包括5-50wt％的AZ31镁合金颗粒，质量占比10-40％的聚乳酸颗粒及余量助剂。
2.根据权利要求1所述的一种镁合金浆料，其特征在于，所述助剂中各组分按重量百分比计：溶剂为15-55wt％，稠度调节剂为10-50％，活性剂为5-10wt％，以及余量的触变剂。
3.根据权利要求1或2所述的一种镁合金浆料，其特征在于，所述溶剂为异丙醇、醋酸丙酯中的一种或两种，用于溶解助剂，并为助剂提供载体。
4.根据权利要求1或2所述的一种镁合金浆料，其特征在于，所述稠度调节剂为聚乙二醇、聚丙二醇和甲氧基聚乙二醇中的至少一种，用于提高润湿性和调节稠度。
5.根据权利要求1或2所述的一种镁合金浆料，其特征在于，所述活性剂为聚氧乙烯十八醇、聚氧乙烯月桂醚、丙二醇脂肪酸酯中的一种或两种，用于保证足够的活性，同时清除镁合金颗粒表面存在的氧化层，提供良好的润湿性。
6.根据权利要求1或2所述的一种镁合金浆料，其特征在于，所述触变剂为氢化蓖麻油、聚酰胺蜡、气相二氧化硅的一种或两种，用于提高镁合金浆料喷印过程的触变性能。
7.一种使用权利要求1至2中任一权利要求所述的镁合金浆料的打印方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将制备好的镁合金浆料注入储料槽；
S2.加压使浆料均匀通过输料槽进入喷射阀体内；
S3.通过压电陶瓷控制撞针撞击使浆料，使喷嘴快速喷出均匀的镁合金浆料微滴。
8.根据权利要求7所述的打印方法，其特征在于，本浆料适用于喷射印刷，通过多次均匀喷印点构造线条，并由线及面，分层固化出结构件。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109261736A (zh) * 2018-09-20 2019-01-25 贵州大学 一种az31镁合金及其制备方法
CN111155015A (zh) * 2020-02-08 2020-05-15 苏州轻金三维科技有限公司 一种三维打印用高塑性轻合金及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105169496A (zh) * 2015-09-30 2015-12-23 苏州纳晶医药技术有限公司 一种可降解支架组合物
CN205270863U (zh) * 2016-01-01 2016-06-01 三峡大学 一种金属熔液3d打印喷头
US20160175084A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 Volcano Corporation Biodegradable filter and support frame
CN106620837A (zh) * 2017-01-18 2017-05-10 杨水祥 一种制备镁合金血管支架的制备方法
CN106902391A (zh) * 2016-12-30 2017-06-30 浙江工业大学 一种镁合金植入体复合材料及其制备与应用
CN206970584U (zh) * 2017-06-23 2018-02-06 广州迈普再生医学科技有限公司 一种单细胞3d打印系统
CN107670121A (zh) * 2017-11-09 2018-02-09 北京赛铂医药科技有限公司 一种可吸收血管支架及其制备方法
CN107778446A (zh) * 2017-10-18 2018-03-09 圆容生物医药无锡有限公司 降解时间可控、断裂伸长率可调的医用可降解聚氨酯

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160175084A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 Volcano Corporation Biodegradable filter and support frame
CN105169496A (zh) * 2015-09-30 2015-12-23 苏州纳晶医药技术有限公司 一种可降解支架组合物
CN205270863U (zh) * 2016-01-01 2016-06-01 三峡大学 一种金属熔液3d打印喷头
CN106902391A (zh) * 2016-12-30 2017-06-30 浙江工业大学 一种镁合金植入体复合材料及其制备与应用
CN106620837A (zh) * 2017-01-18 2017-05-10 杨水祥 一种制备镁合金血管支架的制备方法
CN206970584U (zh) * 2017-06-23 2018-02-06 广州迈普再生医学科技有限公司 一种单细胞3d打印系统
CN107778446A (zh) * 2017-10-18 2018-03-09 圆容生物医药无锡有限公司 降解时间可控、断裂伸长率可调的医用可降解聚氨酯
CN107670121A (zh) * 2017-11-09 2018-02-09 北京赛铂医药科技有限公司 一种可吸收血管支架及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
高辉: "压电陶瓷微滴喷射快速成型工艺与控制的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109261736A (zh) * 2018-09-20 2019-01-25 贵州大学 一种az31镁合金及其制备方法
CN111155015A (zh) * 2020-02-08 2020-05-15 苏州轻金三维科技有限公司 一种三维打印用高塑性轻合金及其制备方法
CN111155015B (zh) * 2020-02-08 2021-06-25 苏州轻金三维科技有限公司 一种三维打印用高塑性轻合金及其制备方法

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