本文主要研究内容
作者高龙标（2019）在《基于医用不锈钢316L合金SLM的胫骨植入体设计与制造性能研究》一文中研究指出：激光选区熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)作为增材制造技术最有潜力的技术之一,在航空航天、生物医学领域等得到了重要的应用。SLM技术凭借着成型个性化复杂结构方面的特点,尤其在生物制造中骨植入体植入和关节置换方面有很大的应用前景。本文将从个性化人工植入体和关节置换需求上切入,通过逆向工程和正向工程相结合的方式进行模型设计,采用SLM制造出与人体胫骨弹性模量相匹配的多孔结构的植入体。打印材料选用医用不锈钢316L,对成型的工艺、力学性能及支撑结构进行了基础的研究和分析。主要研究工作如下:(1)分析了胫骨植入体在生物医学领域的设计需求,采用CT扫描获取三维数据,并用逆向工程的方式重构了胫骨的CAD模型,最后在该胫骨模型的基础上,用设计的正八面体多孔结构与之求交,最后得到多孔结构的胫骨模型,通过理论计算和有限元仿真,分析了该八面体多孔胫骨结构的力学性能,为SLM成型制造胫骨植入体作好铺垫。(2)分析了影响SLM成型质量的重要因素并解释了成型机理。为研究不锈钢316L材料最佳成型工艺参数,采用正交实验的方法,逐步的通过单道、单层和块体实验多组参数的优化,得出在激光功率130W、扫描速度650mm/s、扫描间距0.06mm、铺粉层厚0.03mm时,可以成型较好的打印效果,并通过阿基米德排水法测出其致密度达到98.9%。(3)对不锈钢316L材料SLM加工样本进行各项性能测试与分析:测试了不锈钢316L成型件尺寸精度、孔隙率及力学性能。实验表明成型件尺寸精度小于0.02mm,孔隙率制造误差小于0.04mm。SLM成型不锈钢316L平均硬度在305HV左右。标准拉伸件抗拉强度为608.21MPa,屈服强度为478.10MPa,弹性模量为193.6GPa,断后伸长率为37.67%,多孔拉伸件的弹性模量为3.63GPa,抗拉强度为18MPa,无明显屈服阶段。设计了不同参数八面体多孔结构,并通过压缩实验数据对比分析,得出胞元边长1.2mm,臂径0.35mm的八面体多孔结构与天然胫骨力学性能相吻合,为人工胫骨植入体制造奠定基础。(4)通过对悬垂结构理论模型的分析,研究了不同的支撑类型和摆放方式对人体膝关节成型质量的影响,得出块状镂空支撑并且摆放方式为30°的优化支撑结构参数,采用优化的工艺参数和支撑结构参数,对胫骨植入体和多孔胫骨植入体进行成型制造,验证了 SLM成型的可行性,对个性化植入体在医学上的临床应用具有重要研究意义。
Abstract
ji guang shua ou rong hua ji shu (Selective Laser Melting,SLM)zuo wei zeng cai zhi zao ji shu zui you qian li de ji shu zhi yi ,zai hang kong hang tian 、sheng wu yi xue ling yu deng de dao le chong yao de ying yong 。SLMji shu ping jie zhao cheng xing ge xing hua fu za jie gou fang mian de te dian ,you ji zai sheng wu zhi zao zhong gu zhi ru ti zhi ru he guan jie zhi huan fang mian you hen da de ying yong qian jing 。ben wen jiang cong ge xing hua ren gong zhi ru ti he guan jie zhi huan xu qiu shang qie ru ,tong guo ni xiang gong cheng he zheng xiang gong cheng xiang jie ge de fang shi jin hang mo xing she ji ,cai yong SLMzhi zao chu yu ren ti jing gu dan xing mo liang xiang pi pei de duo kong jie gou de zhi ru ti 。da yin cai liao shua yong yi yong bu xiu gang 316L,dui cheng xing de gong yi 、li xue xing neng ji zhi cheng jie gou jin hang le ji chu de yan jiu he fen xi 。zhu yao yan jiu gong zuo ru xia :(1)fen xi le jing gu zhi ru ti zai sheng wu yi xue ling yu de she ji xu qiu ,cai yong CTsao miao huo qu san wei shu ju ,bing yong ni xiang gong cheng de fang shi chong gou le jing gu de CADmo xing ,zui hou zai gai jing gu mo xing de ji chu shang ,yong she ji de zheng ba mian ti duo kong jie gou yu zhi qiu jiao ,zui hou de dao duo kong jie gou de jing gu mo xing ,tong guo li lun ji suan he you xian yuan fang zhen ,fen xi le gai ba mian ti duo kong jing gu jie gou de li xue xing neng ,wei SLMcheng xing zhi zao jing gu zhi ru ti zuo hao pu dian 。(2)fen xi le ying xiang SLMcheng xing zhi liang de chong yao yin su bing jie shi le cheng xing ji li 。wei yan jiu bu xiu gang 316Lcai liao zui jia cheng xing gong yi can shu ,cai yong zheng jiao shi yan de fang fa ,zhu bu de tong guo chan dao 、chan ceng he kuai ti shi yan duo zu can shu de you hua ,de chu zai ji guang gong lv 130W、sao miao su du 650mm/s、sao miao jian ju 0.06mm、pu fen ceng hou 0.03mmshi ,ke yi cheng xing jiao hao de da yin xiao guo ,bing tong guo a ji mi de pai shui fa ce chu ji zhi mi du da dao 98.9%。(3)dui bu xiu gang 316Lcai liao SLMjia gong yang ben jin hang ge xiang xing neng ce shi yu fen xi :ce shi le bu xiu gang 316Lcheng xing jian che cun jing du 、kong xi lv ji li xue xing neng 。shi yan biao ming cheng xing jian che cun jing du xiao yu 0.02mm,kong xi lv zhi zao wu cha xiao yu 0.04mm。SLMcheng xing bu xiu gang 316Lping jun ying du zai 305HVzuo you 。biao zhun la shen jian kang la jiang du wei 608.21MPa,qu fu jiang du wei 478.10MPa,dan xing mo liang wei 193.6GPa,duan hou shen chang lv wei 37.67%,duo kong la shen jian de dan xing mo liang wei 3.63GPa,kang la jiang du wei 18MPa,mo ming xian qu fu jie duan 。she ji le bu tong can shu ba mian ti duo kong jie gou ,bing tong guo ya su shi yan shu ju dui bi fen xi ,de chu bao yuan bian chang 1.2mm,bei jing 0.35mmde ba mian ti duo kong jie gou yu tian ran jing gu li xue xing neng xiang wen ge ,wei ren gong jing gu zhi ru ti zhi zao dian ding ji chu 。(4)tong guo dui xuan chui jie gou li lun mo xing de fen xi ,yan jiu le bu tong de zhi cheng lei xing he bai fang fang shi dui ren ti xi guan jie cheng xing zhi liang de ying xiang ,de chu kuai zhuang lou kong zhi cheng bing ju bai fang fang shi wei 30°de you hua zhi cheng jie gou can shu ,cai yong you hua de gong yi can shu he zhi cheng jie gou can shu ,dui jing gu zhi ru ti he duo kong jing gu zhi ru ti jin hang cheng xing zhi zao ,yan zheng le SLMcheng xing de ke hang xing ,dui ge xing hua zhi ru ti zai yi xue shang de lin chuang ying yong ju you chong yao yan jiu yi yi 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自杭州电子科技大学的高龙标，发表于刊物杭州电子科技大学2019-05-13论文，是一篇关于激光选区熔化论文,工艺优化论文,力学性能论文,胫骨植入体论文,支撑论文,杭州电子科技大学2019-05-13论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自杭州电子科技大学2019-05-13论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：激光选区熔化论文; 工艺优化论文; 力学性能论文; 胫骨植入体论文; 支撑论文; 杭州电子科技大学2019-05-13论文;