TC4激光选区熔化椎间融合器开发

发布时间：2024-12-06 23:41

　　椎间融合器是目前医疗骨科植入物需求量较大的一款产品,传统加工技术生产的产品刚度大、生物相容性效果不佳,且难以满足个性化产品的需求。国外研究及应用实践表明,多孔结构的设计和应用特别是仿生多孔结构,是降低产品刚度和提高生物相容性的有效途径。本文旨在利用SLM技术生产复杂形状的零部件的特性,开发具有无序排列多孔结构的椎间融合器,满足椎间融合器低刚度的要求,解决人体骨骼与钛合金椎间融合器刚度差异产生的应力遮挡问题,同时提高骨长入和骨融合效率。椎间融合器开发包括椎间融合器局部特征多孔结构单元设计、椎间融合器整体设计;制造工艺包括单道熔池试验(激光功率,扫描速度),扫描策略优化;试验检测包括:单道形貌分析,硬度、致密度测试,多孔结构缺陷,形貌检测分析,压缩、拉伸、剪切、扭转特性测试分析,椎间融合器缺陷、形貌检测分析,压缩特性测试分析。(1)椎间融合器局部特征多孔结构单元设计包括多孔单元类型、多孔单元结构尺寸、多孔单元排列方式(随机率)的设计。通过文献研究选定对孔单元的类型和多孔单元结构尺寸,运用3-matic软件参数化控制多孔单元排列方式,构建具有仿生形貌和孔径大小的多孔结构。实验检测结果表明:多孔...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景和研究意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 SLM成型工艺研究现状
        1.2.2 SLM多孔结构性能研究及应用现状
        1.2.3 SLM脊柱椎间融合器的研究现状
    1.3 本文研究的内容
第二章 脊柱椎间融合器植入体功能分析及优化任务
    2.1 脊柱力学分析
    2.2 脊柱椎间融合器设计
        2.2.1 脊柱椎间融合器设计原理
        2.2.2 脊柱椎间融合器设计目标及原则
        2.2.3 椎间融合器结构优化
    2.3 椎间融合器SLM工艺优化
    2.4 本章小结
第三章 椎间融合器成型工艺选择
    3.1 激光选区熔化(SLM)工艺方法
    3.2 激光选区熔化成型理论
        3.2.1 激光能量的传输
        3.2.2 Marangoni对流、湿润角
    3.3 成型材料
    3.4 激光选区成型试验设备
    3.5 后处理工艺
    3.6 研究方法
    3.7 本章小结
第四章 SLM成型工艺参数优化分析
    4.1 成型工艺检测方法与设备选择
    4.2 激光选区熔化成型质量影响因素
    4.3 激光工艺参数优化
        4.3.1 激光单道熔池形貌质量评价标准
        4.3.2 激光功率、扫描速度对单道熔池成型效果的影响
    4.4 扫描策略优化
        4.4.1 扫描线类型及特点
        4.4.2 多孔结构扫描策略优化分析
    4.5 工艺参数验证
    4.6 本章小结
第五章 多孔结构形貌检测与力学分析
    5.1 结构结构形貌检测方法与设备选择
    5.2 多孔结构形貌
    5.3 机械性能分析
    5.4 本章小结
第六章 椎间融合器整体设计与检测分析
    6.1 脊柱椎间融合器设计方案
    6.2 脊柱椎间融合器SLM成型
        6.2.1 SLM多孔结构成型特点
        6.2.2 椎间融合器SLM成型形貌分析性
    6.3 椎间融合器机械性能分析
    6.4 本章小结
总结
参考文献
致谢



本文编号：4014442