一种利用3d打印制备二级多孔钽金属零件的方法
技术领域
1.本发明涉及一种利用3d打印制备二级多孔钽金属零件的方法，属于3d打印材料设计技术领域。
背景技术：
2.钽有“亲生物”金属之称，它的化学性质十分稳定，耐腐蚀性极强，同时具有优良的生物相容性和生物活性，近年来被广泛的予以重视和大量研究。它应用于医学领域已半世纪余，包括心脏起搏器、颅骨缺损修补、血管夹制造、骨关节假体和手术缝合线等。然而，致密的钽材料由于比重大、弹性模量高并且高昂的原料成本等缺点，限制了它的广泛临床应用。
3.近年来，3d打印技术不断发展，由于其在原理上突破了传统机加工对零件外形的限制，并且能打印复杂异性构件和满足个性化定制的需求，3d打印技术被广泛地用于制备医疗领域个性化植入体，特别是多孔结构植入体。在植入体方面，钛合金、钴铬合金已经有较广泛的应用，利用3d打印技术制备多孔钽合金植入体也逐渐得到应用。激光熔融3d打印技术或电子束熔融3d打印技术常被用来成形钽，但是这两种技术在3d打印多孔钽合金植入体方面仍存在一些问题，比如电子束熔融成形钽，可以得到纯度高、无污染的构件，然而电子束成形不够精细，构件的精度以及精细结构受到限制；激光选区熔化虽然成形比较精细，构件精度比较高，然而它只能制备100μm以上的多孔结构，难以得到更微细结构，无法匹配真正的具有100μm以下微结构的骨小梁，不利于骨细胞长入结合。
技术实现要素：
4.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用3d打印制备二级多孔钽金属零件的方法，本发明通过在含钽的混合粉末中配入一定量的水溶性粘结剂；然后通过3d打印制备多孔坯体；最后通过溶解水溶性粘结剂的方式来制备二级多孔钽基材料；所得产品孔隙率可控、通孔率高；且在相同孔隙率的条件下，其所得产品的性能远远优于现有产品。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.本发明一种利用3d打印制备二级多孔钽金属零件的方法，包括如下步骤：将钽粉末、其他金属粉末、水溶性粘结剂混合获得混合料，然后将混合料经过3d打印获得多孔坯体，然后将多孔坯体置于浸出液中，溶出水溶性粘结剂后，干燥，得到二级多孔钽金属零件。
7.本发明的制备方法，在配料过程中引入了水溶性粘结剂，先通过3d打印获得具有一级多孔的坯体，然后再通过浸出水溶性粘结剂，得到孔隙率可控、通孔率高；同时本发明所得产品强度远远高于现有产品的强度。
8.在现有技术中，3d打印法制备多孔金属材料均加入有机粘结剂以及造孔剂，以其在3d打印时烧结脱除造孔剂和/或有机粘结剂粘结剂，获得多孔，而造孔剂和/或粘结剂在3d打印时一般会分解，虽然有利于造孔，但由于3d打印激光烧结温度高，成型过程快速、造
孔剂存在分解不完全等情况，从而在样品中产生气孔、裂纹等缺陷，导致样品力学性能降低。而本发明巧妙的引入在激光烧结时不会分解的水溶性粘结剂，后续通过水或水与有机溶剂的混合溶液浸出，不会在脱出阶段对样品造成影响，从而可以确保所制备多孔钽的强度，并可控的获得二级多孔结构。
9.在本发明中，能获得强度高，且具有二级多控结构多孔钽的很关键的点即采用激光烧结时不会分解的水溶性粘结剂，若采用有机粘结剂，由于沸点较低，在激光烧结时有机粘结剂就会分解挥发，从而使样品性能下降。
10.优选的方案，所述其他金属粉末中的金属选自镁、铝、钛、铁、锂、铅、锌、锡、钴、金、银、钙、锶、钡、镍、铜、锰、铪、锆中的至少一种，优选为钛、铪、锆中的一种。
11.优选的方案，所述水溶性粘结剂选自卤化物、硅酸盐、硼酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、碱金属盐、亚硝酸盐、钾钠盐中的至少一种，优选为碱金属硅酸盐，进一步优选为硅酸钠和/或硅酸钾。本发明所选择的水溶性粘结剂在3d打印时不分解。
12.本发明所优选的硅酸钠、硅酸钾沸点，相比其他水溶性粘结剂具有如下优势：(1)硅酸钠和硅酸钾的沸点都高于2300℃，高于其他的水溶性粘结剂，也大大高于混合料的熔点，很好地满足了打印时的能量束温度要求。(2)硅酸钾和硅酸钠在打印过程中不会分解，且两者都易溶于水，并且在溶解过程中不会产生对零件有影响的杂质。(3)硅酸钠和硅酸钾成本较低，容易获得。
13.优选的方案，所述混合料中，钽粉末的质量分数为30-85％。
14.优选的方案，所述混合料中，水溶性粘结剂的质量分数为5-30％。
15.优选的方案，所述钽粉末和其他金属粉末的粒度≦200μm，优选为1～200μm。
16.优选的方案，所述水溶性粘结剂的粒度≦600μm，优选为0.001～600μm，进一步优选为0.001～200μm。
17.优选的方案，所述混合的方式为球磨，所述球磨的转速为10～500r/min、球磨的时间为1～300h、优选为10～24h。当采用单质金属的粉末作为原料时，可以通过机械合金化得到成分均匀的合金粉末以及混合均匀的备用粉末。
18.在本发明中，通过球磨获得分散均匀的混合料，在此基础上，再通过控制粘结剂的粒度，以及粘结剂在混合料中的质量占比，最终获得100μm的二级多孔，在优选方案中，获得10～50μm的二级多孔。
19.优选的方案，所述3d打印采用选区激光熔融3d打印或电子束熔融3d打印。
20.进一步的优选，当采用选区激光熔融3d打印时的工艺参数为：
21.激光束斑直径30～100μm，优选为40～100μm，进一步优选为50～80μm；
22.激光能量范围80～450w，优选为200～450w，进一步优选为300～450w；
23.扫描间距20～500μm，优选为50～300μm，进一步优选为80～200μm；
24.激光扫描速度0.1～6m/s，优选为0.2～4m/s，进一步优选为0.2～2m/s；
25.单层铺粉厚度20～100μm，优选为20～80μm，进一步优选为20～50μm。
26.进一步的优选，当采用电子束3d打印时的工艺参数为：
27.粉末预热温度500～750℃，优选为550～700℃，进一步优选为600～660℃；
28.电子束束斑直径50～500μm，优选为50～200μm，进一步优选为80～150μm；
29.扫描电流1～10ma，优选为2～8ma，进一步优选为2～6ma，更进一步优先为3～4ma；
30.扫描速度0.5～1.5m/s、优选为0.8～1m/s；
31.单层铺粉厚度30～500μm，优选50～400μm，进一步优选为50～200μm。
32.在本发明的3d打印过程中，由于要根据混合粉的特性控制激光能量范围，使得激光束或电子束与原料接触点的温度为t；所述t大于等于混合料的熔点，且小于水溶性粘结剂的沸点。
33.优选的方案，所述浸出液为水或水与有机溶剂的混合溶液，优选为水。
34.优选的方案，所述干燥的温度为≤500℃，烘干的时间＜100h、优选为1～180min。
35.优选的方案，所述二级多孔钽金属零件的一级孔尺寸为100～150μm，二级孔尺寸为10～50μm。
36.原理与优势
37.本发明，在配料过程中引入了水溶性粘结剂，在激光3d打印时，通过控制测量束与原料接触点的温度实现坯体成型，然后通过浸出水溶性粘结剂，得到孔隙率可控、通孔率高；同时本发明所得产品强度远远高于现有产品的强度。
38.在本发明中，金属混合粉和粘结剂的热膨胀系数是不相等的，而且在本发明的优选方案中，其二者的比例是在一定范围内；在优选方案所限定范围内，当金属混合粉和粘结剂的热膨胀系数不相等时，有利于细微裂纹的形成；细微裂纹的形成有利于后续浸出。这就可以确保粘接剂被完全浸出；同时，这也确保了产品的通孔率可以保持在较高值以上。本发明中，所产生的细微裂纹的尺寸和数目远远小于造孔剂在3d打印过程中分解所导致成品产生裂纹的数目和尺寸，这也是为什么本发明所得产品的力学性能优于同孔隙率下同类产品力学能的原因之一。
39.本发明所开发的二级多孔钽金属零件，通过3d打印直接成型所得钽材料的孔隙度范围广，产品的孔隙率最高可达90％。本发明通过3d打印直接成型，避免了模具的使用，同时还能制备出结构复杂、精密、更利于骨长入的多级多孔钽金属医用植入体材料。由于其可以直接采用3d打印成型，这在很大程度上降低了多级多孔钽金属医用植入体的制造成本。
具体实施方式
40.实施例1：
41.实施例1中所用钽粉粒度范围为25～64μm、d50为45μm，商业钛粉粒度范围为15～50μm、d50为40μm，商业硅酸钠粉的粒度范围为38～53μm、d50为45μm。
42.以ta粉、商业钛粉和商业硅酸钠粉为原料，称重ta粉17kg、商业钛粉2kg、商业硅酸钠粉1kg，加入氧化锆球，在滚筒球磨机中以60rpm的转速球磨12小时，得到氧含量为0.5wt％粉体。然后将球磨好的粉体放置于华曙高科生产的选区激光熔融设备的供粉缸中，选用50μm直径的激光束斑、300w的激光能量、0.8m/s的扫描速度、80μm的扫描间距、30μm的单层铺粉层厚度，在氩气的保护气氛下激光熔融钽金属。激光加工完成之后，把样品放在室温条件下的水中溶解10分钟，然后在120℃温度条件下烘干20分钟，并对样品进行喷砂处理和必要的打磨，从而获得所需的个性化二级多孔钽钛金属构件。所述钽钛构件的强度为61.2mpa、孔隙率为15.3％，其中，一级孔尺寸为100-123μm，二级孔尺寸为38-56μm。
43.实施例2：
44.实施例2中所用钽粉粒度范围为25～64μm、d50为45μm，商业钛粉粒度范围为15～
50μm、d50为40μm，商业硅酸钠粉的粒度范围为38～53μm、d50为45μm。
45.以ta粉、商业钛粉和商业硅酸钠粉为原料，称重ta粉17kg、商业钛粉2kg、商业硅酸钠粉1kg，加入氧化锆球，在滚筒球磨机中以70rpm的转速球磨10小时，得到氧含量为0.8wt％粉体。然后将球磨好的粉体放置于西安塞隆生产的电子束熔融设备中。将粉末预热到700℃，选用120μm直径的电子束束斑、3ma的扫描电流、1m/s的扫描速度、120μm的单层铺粉层厚度，在10-4pa的真空条件下熔融合金。最后利用线切割设备将样品从基板上切割下来，并对样品进行喷砂处理和必要的打磨，从而获得所需的二级多孔钽钛金属构件。所述钽钛金属构件的强度为64.1mpa，孔隙率为16.7％，其中，一级孔尺寸为102-124μm，二级孔尺寸为38-61μm。
46.实施例3：
47.实施例3中所用的钽粉粒度范围为25～64μm、d50为45μm，商业钛粉粒度范围为15～50μm、d50为40μm，商业锆粉粒度范围为15～60μm、d50为35μm，商业铪粉粒度范围为20～50μm，d50为35μm，商业硅酸钠粉的粒度范围为38～53μm、d50为45μm。
48.以钽粉、商业钛粉、商业锆粉、商业铪粉和商业硅酸钠粉为原料，称重钽粉12.1kg、钛粉6.1kg、锆粉1.56kg、铪粉0.24kg、商业硅酸钠粉2kg，加入氧化锆球，在滚筒球磨机中以60rpm的转速球磨12小时，得到氧含量为0.5wt％粉体。然后将球磨好的粉体放置于华曙高科生产的选区激光熔融设备的供粉缸中，选用50μm直径的激光束斑、350w的激光能量、0.8m/s的扫描速度、80μm的扫描间距、30μm的单层铺粉层厚度，在氩气的保护气氛下激光熔融钽金属。激光加工完成之后，把样品放在室温条件下的水中溶解10分钟，然后在120℃温度条件下烘干20分钟，并对样品进行喷砂处理和必要的打磨，从而获得所需的个性化二级多孔钽铪锆钛金属构件。所述钽基构件的强度为106.2mpa、孔隙率为21.8％，其中，一级孔尺寸为100-126μm，二级孔尺寸为38-58μm。
49.对比例1：
50.实施例1中所用钽粉的粒度范围为25～64μm、d50为45μm，商业钛粉粒度范围为15～50μm、d50为40μm。
51.以ta粉和商业钛粉为原料，称重ta粉17kg、商业钛粉2kg，加入氧化锆球，在滚筒球磨机中以60rpm的转速球磨12小时，得到氧含量为0.5wt％粉体。然后将球磨好的粉体放置于华曙高科生产的选区激光熔融设备的供粉缸中，选用50μm直径的激光束斑、350w的激光能量、0.8m/s的扫描速度、80μm的扫描间距、30μm的单层铺粉层厚度，在氩气的保护气氛下激光熔融钽金属。激光加工完成之后，把样品放在室温条件下的水中溶解10分钟，然后在120℃温度条件下烘干20分钟，并对样品进行喷砂处理和必要的打磨，从而获得所需的个性化多孔钽金属构件。所述钽构件的强度为65.4mpa、孔隙率为9.6％。
52.由于没有添加硅酸钠粉，导致3d打印成形的钽零件孔隙率较低。
53.对比例2：
54.实施例1中所用钽粉粒度范围为25～64μm、d50为45μm，商业钛粉粒度范围为15～50μm、d50为40μm，商业硅酸钠粉的粒度范围为38～53μm、d50为45μm。
55.以ta粉、商业钛粉和商业硅酸钠粉为原料，称重ta粉17kg、商业钛粉2kg、商业硅酸钠粉1kg，加入氧化锆球，在滚筒球磨机中以60rpm的转速球磨12小时，得到氧含量为0.5wt％粉体。然后将球磨好的粉体放置于华曙高科生产的选区激光熔融设备的供粉缸中，
选用50μm直径的激光束斑、50w的激光能量、0.8m/s的扫描速度、80μm的扫描间距、30μm的单层铺粉层厚度，在氩气的保护气氛下激光熔融钽金属。激光加工完成之后，把样品放在室温条件下的水中溶解10分钟，然后在120℃温度条件下烘干20分钟，并对样品进行喷砂处理和必要的打磨，从而获得所需的个性化二级多孔钽钛金属构件。所述钽钛构件的强度为32.8mpa、孔隙率为17.5％。
56.由于所用激光能量不在本发明的范围，导致3d打印成形的钽基零件性能差。
57.对比例3：
58.其他条件均与实施例1一致，不同的之处在于采用500w的激光能量；由于温度过高，远远超过硅酸钠的沸点，实验失败。
技术领域
1.本发明涉及一种利用3d打印制备二级多孔钽金属零件的方法，属于3d打印材料设计技术领域。
背景技术：
2.钽有“亲生物”金属之称，它的化学性质十分稳定，耐腐蚀性极强，同时具有优良的生物相容性和生物活性，近年来被广泛的予以重视和大量研究。它应用于医学领域已半世纪余，包括心脏起搏器、颅骨缺损修补、血管夹制造、骨关节假体和手术缝合线等。然而，致密的钽材料由于比重大、弹性模量高并且高昂的原料成本等缺点，限制了它的广泛临床应用。
3.近年来，3d打印技术不断发展，由于其在原理上突破了传统机加工对零件外形的限制，并且能打印复杂异性构件和满足个性化定制的需求，3d打印技术被广泛地用于制备医疗领域个性化植入体，特别是多孔结构植入体。在植入体方面，钛合金、钴铬合金已经有较广泛的应用，利用3d打印技术制备多孔钽合金植入体也逐渐得到应用。激光熔融3d打印技术或电子束熔融3d打印技术常被用来成形钽，但是这两种技术在3d打印多孔钽合金植入体方面仍存在一些问题，比如电子束熔融成形钽，可以得到纯度高、无污染的构件，然而电子束成形不够精细，构件的精度以及精细结构受到限制；激光选区熔化虽然成形比较精细，构件精度比较高，然而它只能制备100μm以上的多孔结构，难以得到更微细结构，无法匹配真正的具有100μm以下微结构的骨小梁，不利于骨细胞长入结合。
技术实现要素：
4.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用3d打印制备二级多孔钽金属零件的方法，本发明通过在含钽的混合粉末中配入一定量的水溶性粘结剂；然后通过3d打印制备多孔坯体；最后通过溶解水溶性粘结剂的方式来制备二级多孔钽基材料；所得产品孔隙率可控、通孔率高；且在相同孔隙率的条件下，其所得产品的性能远远优于现有产品。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.本发明一种利用3d打印制备二级多孔钽金属零件的方法，包括如下步骤：将钽粉末、其他金属粉末、水溶性粘结剂混合获得混合料，然后将混合料经过3d打印获得多孔坯体，然后将多孔坯体置于浸出液中，溶出水溶性粘结剂后，干燥，得到二级多孔钽金属零件。
7.本发明的制备方法，在配料过程中引入了水溶性粘结剂，先通过3d打印获得具有一级多孔的坯体，然后再通过浸出水溶性粘结剂，得到孔隙率可控、通孔率高；同时本发明所得产品强度远远高于现有产品的强度。
8.在现有技术中，3d打印法制备多孔金属材料均加入有机粘结剂以及造孔剂，以其在3d打印时烧结脱除造孔剂和/或有机粘结剂粘结剂，获得多孔，而造孔剂和/或粘结剂在3d打印时一般会分解，虽然有利于造孔，但由于3d打印激光烧结温度高，成型过程快速、造
孔剂存在分解不完全等情况，从而在样品中产生气孔、裂纹等缺陷，导致样品力学性能降低。而本发明巧妙的引入在激光烧结时不会分解的水溶性粘结剂，后续通过水或水与有机溶剂的混合溶液浸出，不会在脱出阶段对样品造成影响，从而可以确保所制备多孔钽的强度，并可控的获得二级多孔结构。
9.在本发明中，能获得强度高，且具有二级多控结构多孔钽的很关键的点即采用激光烧结时不会分解的水溶性粘结剂，若采用有机粘结剂，由于沸点较低，在激光烧结时有机粘结剂就会分解挥发，从而使样品性能下降。
10.优选的方案，所述其他金属粉末中的金属选自镁、铝、钛、铁、锂、铅、锌、锡、钴、金、银、钙、锶、钡、镍、铜、锰、铪、锆中的至少一种，优选为钛、铪、锆中的一种。
11.优选的方案，所述水溶性粘结剂选自卤化物、硅酸盐、硼酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、碱金属盐、亚硝酸盐、钾钠盐中的至少一种，优选为碱金属硅酸盐，进一步优选为硅酸钠和/或硅酸钾。本发明所选择的水溶性粘结剂在3d打印时不分解。
12.本发明所优选的硅酸钠、硅酸钾沸点，相比其他水溶性粘结剂具有如下优势：(1)硅酸钠和硅酸钾的沸点都高于2300℃，高于其他的水溶性粘结剂，也大大高于混合料的熔点，很好地满足了打印时的能量束温度要求。(2)硅酸钾和硅酸钠在打印过程中不会分解，且两者都易溶于水，并且在溶解过程中不会产生对零件有影响的杂质。(3)硅酸钠和硅酸钾成本较低，容易获得。
13.优选的方案，所述混合料中，钽粉末的质量分数为30-85％。
14.优选的方案，所述混合料中，水溶性粘结剂的质量分数为5-30％。
15.优选的方案，所述钽粉末和其他金属粉末的粒度≦200μm，优选为1～200μm。
16.优选的方案，所述水溶性粘结剂的粒度≦600μm，优选为0.001～600μm，进一步优选为0.001～200μm。
17.优选的方案，所述混合的方式为球磨，所述球磨的转速为10～500r/min、球磨的时间为1～300h、优选为10～24h。当采用单质金属的粉末作为原料时，可以通过机械合金化得到成分均匀的合金粉末以及混合均匀的备用粉末。
18.在本发明中，通过球磨获得分散均匀的混合料，在此基础上，再通过控制粘结剂的粒度，以及粘结剂在混合料中的质量占比，最终获得100μm的二级多孔，在优选方案中，获得10～50μm的二级多孔。
19.优选的方案，所述3d打印采用选区激光熔融3d打印或电子束熔融3d打印。
20.进一步的优选，当采用选区激光熔融3d打印时的工艺参数为：
21.激光束斑直径30～100μm，优选为40～100μm，进一步优选为50～80μm；
22.激光能量范围80～450w，优选为200～450w，进一步优选为300～450w；
23.扫描间距20～500μm，优选为50～300μm，进一步优选为80～200μm；
24.激光扫描速度0.1～6m/s，优选为0.2～4m/s，进一步优选为0.2～2m/s；
25.单层铺粉厚度20～100μm，优选为20～80μm，进一步优选为20～50μm。
26.进一步的优选，当采用电子束3d打印时的工艺参数为：
27.粉末预热温度500～750℃，优选为550～700℃，进一步优选为600～660℃；
28.电子束束斑直径50～500μm，优选为50～200μm，进一步优选为80～150μm；
29.扫描电流1～10ma，优选为2～8ma，进一步优选为2～6ma，更进一步优先为3～4ma；
30.扫描速度0.5～1.5m/s、优选为0.8～1m/s；
31.单层铺粉厚度30～500μm，优选50～400μm，进一步优选为50～200μm。
32.在本发明的3d打印过程中，由于要根据混合粉的特性控制激光能量范围，使得激光束或电子束与原料接触点的温度为t；所述t大于等于混合料的熔点，且小于水溶性粘结剂的沸点。
33.优选的方案，所述浸出液为水或水与有机溶剂的混合溶液，优选为水。
34.优选的方案，所述干燥的温度为≤500℃，烘干的时间＜100h、优选为1～180min。
35.优选的方案，所述二级多孔钽金属零件的一级孔尺寸为100～150μm，二级孔尺寸为10～50μm。
36.原理与优势
37.本发明，在配料过程中引入了水溶性粘结剂，在激光3d打印时，通过控制测量束与原料接触点的温度实现坯体成型，然后通过浸出水溶性粘结剂，得到孔隙率可控、通孔率高；同时本发明所得产品强度远远高于现有产品的强度。
38.在本发明中，金属混合粉和粘结剂的热膨胀系数是不相等的，而且在本发明的优选方案中，其二者的比例是在一定范围内；在优选方案所限定范围内，当金属混合粉和粘结剂的热膨胀系数不相等时，有利于细微裂纹的形成；细微裂纹的形成有利于后续浸出。这就可以确保粘接剂被完全浸出；同时，这也确保了产品的通孔率可以保持在较高值以上。本发明中，所产生的细微裂纹的尺寸和数目远远小于造孔剂在3d打印过程中分解所导致成品产生裂纹的数目和尺寸，这也是为什么本发明所得产品的力学性能优于同孔隙率下同类产品力学能的原因之一。
39.本发明所开发的二级多孔钽金属零件，通过3d打印直接成型所得钽材料的孔隙度范围广，产品的孔隙率最高可达90％。本发明通过3d打印直接成型，避免了模具的使用，同时还能制备出结构复杂、精密、更利于骨长入的多级多孔钽金属医用植入体材料。由于其可以直接采用3d打印成型，这在很大程度上降低了多级多孔钽金属医用植入体的制造成本。
具体实施方式
40.实施例1：
41.实施例1中所用钽粉粒度范围为25～64μm、d50为45μm，商业钛粉粒度范围为15～50μm、d50为40μm，商业硅酸钠粉的粒度范围为38～53μm、d50为45μm。
42.以ta粉、商业钛粉和商业硅酸钠粉为原料，称重ta粉17kg、商业钛粉2kg、商业硅酸钠粉1kg，加入氧化锆球，在滚筒球磨机中以60rpm的转速球磨12小时，得到氧含量为0.5wt％粉体。然后将球磨好的粉体放置于华曙高科生产的选区激光熔融设备的供粉缸中，选用50μm直径的激光束斑、300w的激光能量、0.8m/s的扫描速度、80μm的扫描间距、30μm的单层铺粉层厚度，在氩气的保护气氛下激光熔融钽金属。激光加工完成之后，把样品放在室温条件下的水中溶解10分钟，然后在120℃温度条件下烘干20分钟，并对样品进行喷砂处理和必要的打磨，从而获得所需的个性化二级多孔钽钛金属构件。所述钽钛构件的强度为61.2mpa、孔隙率为15.3％，其中，一级孔尺寸为100-123μm，二级孔尺寸为38-56μm。
43.实施例2：
44.实施例2中所用钽粉粒度范围为25～64μm、d50为45μm，商业钛粉粒度范围为15～
50μm、d50为40μm，商业硅酸钠粉的粒度范围为38～53μm、d50为45μm。
45.以ta粉、商业钛粉和商业硅酸钠粉为原料，称重ta粉17kg、商业钛粉2kg、商业硅酸钠粉1kg，加入氧化锆球，在滚筒球磨机中以70rpm的转速球磨10小时，得到氧含量为0.8wt％粉体。然后将球磨好的粉体放置于西安塞隆生产的电子束熔融设备中。将粉末预热到700℃，选用120μm直径的电子束束斑、3ma的扫描电流、1m/s的扫描速度、120μm的单层铺粉层厚度，在10-4pa的真空条件下熔融合金。最后利用线切割设备将样品从基板上切割下来，并对样品进行喷砂处理和必要的打磨，从而获得所需的二级多孔钽钛金属构件。所述钽钛金属构件的强度为64.1mpa，孔隙率为16.7％，其中，一级孔尺寸为102-124μm，二级孔尺寸为38-61μm。
46.实施例3：
47.实施例3中所用的钽粉粒度范围为25～64μm、d50为45μm，商业钛粉粒度范围为15～50μm、d50为40μm，商业锆粉粒度范围为15～60μm、d50为35μm，商业铪粉粒度范围为20～50μm，d50为35μm，商业硅酸钠粉的粒度范围为38～53μm、d50为45μm。
48.以钽粉、商业钛粉、商业锆粉、商业铪粉和商业硅酸钠粉为原料，称重钽粉12.1kg、钛粉6.1kg、锆粉1.56kg、铪粉0.24kg、商业硅酸钠粉2kg，加入氧化锆球，在滚筒球磨机中以60rpm的转速球磨12小时，得到氧含量为0.5wt％粉体。然后将球磨好的粉体放置于华曙高科生产的选区激光熔融设备的供粉缸中，选用50μm直径的激光束斑、350w的激光能量、0.8m/s的扫描速度、80μm的扫描间距、30μm的单层铺粉层厚度，在氩气的保护气氛下激光熔融钽金属。激光加工完成之后，把样品放在室温条件下的水中溶解10分钟，然后在120℃温度条件下烘干20分钟，并对样品进行喷砂处理和必要的打磨，从而获得所需的个性化二级多孔钽铪锆钛金属构件。所述钽基构件的强度为106.2mpa、孔隙率为21.8％，其中，一级孔尺寸为100-126μm，二级孔尺寸为38-58μm。
49.对比例1：
50.实施例1中所用钽粉的粒度范围为25～64μm、d50为45μm，商业钛粉粒度范围为15～50μm、d50为40μm。
51.以ta粉和商业钛粉为原料，称重ta粉17kg、商业钛粉2kg，加入氧化锆球，在滚筒球磨机中以60rpm的转速球磨12小时，得到氧含量为0.5wt％粉体。然后将球磨好的粉体放置于华曙高科生产的选区激光熔融设备的供粉缸中，选用50μm直径的激光束斑、350w的激光能量、0.8m/s的扫描速度、80μm的扫描间距、30μm的单层铺粉层厚度，在氩气的保护气氛下激光熔融钽金属。激光加工完成之后，把样品放在室温条件下的水中溶解10分钟，然后在120℃温度条件下烘干20分钟，并对样品进行喷砂处理和必要的打磨，从而获得所需的个性化多孔钽金属构件。所述钽构件的强度为65.4mpa、孔隙率为9.6％。
52.由于没有添加硅酸钠粉，导致3d打印成形的钽零件孔隙率较低。
53.对比例2：
54.实施例1中所用钽粉粒度范围为25～64μm、d50为45μm，商业钛粉粒度范围为15～50μm、d50为40μm，商业硅酸钠粉的粒度范围为38～53μm、d50为45μm。
55.以ta粉、商业钛粉和商业硅酸钠粉为原料，称重ta粉17kg、商业钛粉2kg、商业硅酸钠粉1kg，加入氧化锆球，在滚筒球磨机中以60rpm的转速球磨12小时，得到氧含量为0.5wt％粉体。然后将球磨好的粉体放置于华曙高科生产的选区激光熔融设备的供粉缸中，
选用50μm直径的激光束斑、50w的激光能量、0.8m/s的扫描速度、80μm的扫描间距、30μm的单层铺粉层厚度，在氩气的保护气氛下激光熔融钽金属。激光加工完成之后，把样品放在室温条件下的水中溶解10分钟，然后在120℃温度条件下烘干20分钟，并对样品进行喷砂处理和必要的打磨，从而获得所需的个性化二级多孔钽钛金属构件。所述钽钛构件的强度为32.8mpa、孔隙率为17.5％。
56.由于所用激光能量不在本发明的范围，导致3d打印成形的钽基零件性能差。
57.对比例3：
58.其他条件均与实施例1一致，不同的之处在于采用500w的激光能量；由于温度过高，远远超过硅酸钠的沸点，实验失败。
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