个性化CoCr合金牙冠固定桥激光选区熔化制造工艺及性能研究

发布时间：2017-08-24 17:04

  本文关键词：个性化CoCr合金牙冠固定桥激光选区熔化制造工艺及性能研究

  更多相关文章： Co Cr合金 牙冠固定桥 激光选区熔化 工艺优化 性能测试

【摘要】：激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)成型技术是一种个性化程度高、材料利用率高的增材制造技术(Additive Manufacturing,AM),能直接制造冶金结合、组织致密、机械性能良好、高精度的金属零件,非常适用于技术要求个性化、复杂化、数字化的口腔冠桥修复领域。SLM增材制造方法与传统方法不同,成型性能也相应有所差异,且冠桥修复体常为薄壁复杂曲面零件,对SLM技术运用到牙科修复中的可行性、可靠性以及安全性进行深入探索,具有重要意义。本文选择Co Cr合金为成型粉末,基于逆向工程设计个性化牙冠固定桥,并对其SLM成型工艺及性能进行研究分析。主要研究内容和成果如下:(1)从致密度、表面粗糙度、尺寸精度等方面对Co Cr合金牙冠固定桥进行SLM成型工艺优化。采用正交试验方法初步获得高致密度Co Cr合金的优化工艺参数为激光功率P=160W,扫描速度?=400mm/s,扫描间距S=0.08mm,铺粉层厚H=0.025mm,进一步试验分析表明粉末粘附、飞溅行为、轮廓误差、台阶效应、光斑约束等不良现象会影响曲面零件成型质量,改变零件摆放角度和采用S型正交层错+后勾边扫描策略方式可改善成型件表面质量,并且采用优化光斑补偿值可进一步提高成型精度。(2)对成型件的显微组织、力学性能、耐腐蚀性能及金瓷结合性能等方面进行试验分析,以评价SLM成型Co Cr合金的可靠性。试验表明SLM成型CoCr合金试样晶粒细小均匀,综合性能良好,经过烤瓷烧结处理后Co Cr合金晶粒无定向长大,部分?相向?相转变,并析出强化?相,显微硬度、拉伸强度有所提高,延伸率和耐腐蚀性略有下降,平均金瓷结合力为36.79±0.49MPa,所有性能均符合ISO 9693:1999标准规定。粉末反复使用夹杂飞溅颗粒,会降低成型件拉伸性能,但对金瓷结合性能无明显影响。三点弯曲试验表明打磨+喷砂的表面处理方式有利于提高金瓷结合性能。(3)采用三维数字扫描和CAD设计方法完成个性化牙冠固定桥设计,并针对牙冠固定桥的几何特征,通过表面光滑、摆放位置优化、支撑添加等数据处理,使用优化工艺参数成型的个性化Co Cr合金牙冠固定桥达到预期效果,且采用逆向扫描方式检测评定其具有良好成型精度。
【关键词】：Co Cr合金 牙冠固定桥 激光选区熔化 工艺优化 性能测试
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R783;TG665
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 主要符号对照表11-12
• 第一章 绪论12-24
• 1.1 课题研究背景12
• 1.2 口腔冠桥修复技术12-16
• 1.2.1 冠桥修复体设计及制造现状12-15
• 1.2.2 牙科CoCr合金种类及性能15-16
• 1.3 激光选区熔化技术16-20
• 1.3.1 SLM成型原理及特点16-18
• 1.3.2 SLM技术在口腔医学中的研究现状及存在的问题18-20
• 1.4 SLM制造牙冠固定桥关键点20-21
• 1.5 课题概述21-24
• 1.5.1 研究内容21-22
• 1.5.2 研究目的及意义22-23
• 1.5.3 课题来源23-24
• 第二章 个性化牙冠固定桥设计及制造研究方法24-38
• 2.1 个性化牙冠固定桥设计方法24-28
• 2.1.1 牙冠固定桥的设计需求24-25
• 2.1.2 设计软件及设备25
• 2.1.3 设计方法25-28
• 2.2 SLM成型工艺及性能研究方法28-36
• 2.2.1 SLM成型设备及软件28-30
• 2.2.2 测试方法与设备30-36
• 2.3 实验材料36-37
• 2.4 本章小结37-38
• 第三章 CoCr合金牙冠固定桥的SLM成型工艺优化研究38-63
• 3.1 SLM成型致密CoCr合金零件的工艺优化38-47
• 3.1.1 正交试验分析38-42
• 3.1.2 熔道成型分析42-44
• 3.1.3 飞溅颗粒分析44-47
• 3.2 SLM成型表面粗糙度优化研究47-58
• 3.2.1 曲面结构表面形貌分析47-53
• 3.2.2 SLM成型曲面的表面粗糙度分析53-55
• 3.2.3 扫描策略对曲面表面粗糙度的影响55-58
• 3.3 基于光斑补偿的SLM成型尺寸精度优化58-61
• 3.3.1 光斑约束对尺寸精度的影响58-60
• 3.3.2 光斑补偿优化实验60-61
• 3.4 本章小结61-63
• 第四章 CoCr合金的SLM成型性能测试63-89
• 4.1 CoCr合金显微组织性能63-68
• 4.1.1 显微组织63-65
• 4.1.2 物相及成分分析65-67
• 4.1.3 显微硬度67-68
• 4.2 CoCr合金的拉伸性能测试68-74
• 4.2.1 工艺处理对拉伸性能的影响68-71
• 4.2.2 飞溅行为对拉伸性能的影响71-74
• 4.3 CoCr合金耐腐蚀性能测试74-79
• 4.3.1 电化学腐蚀性能74-76
• 4.3.2 离子析出76-79
• 4.4 SLM成型CoCr合金的金瓷结合性能研究79-88
• 4.4.1 金瓷结合机制理论79
• 4.4.2 不同表面处理工艺对金瓷结合强度的影响79-85
• 4.4.3 粉末反复成型对金瓷结合强度的影响85-88
• 4.5 本章小结88-89
• 第五章 SLM制造个性化牙冠固定桥实例89-98
• 5.1 牙冠固定桥的数据处理及SLM成型89-94
• 5.1.1 牙冠固定桥数据处理89-93
• 5.1.2 SLM加工及成型效果93-94
• 5.2 牙冠固定桥的成型精度检测94-96
• 5.3 个性化牙冠固定桥的完成与试戴96-97
• 5.4 本章小结97-98
• 总结与展望98-100
• 参考文献100-106
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果106-107
• 致谢107-108
• 附件108

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 吕瑾;许小红;武海顺;;(CoCr)_n(n=1-5)合金团簇的结构和磁性[J];物理化学学报;2008年07期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 麦淑珍;个性化CoCr合金牙冠固定桥激光选区熔化制造工艺及性能研究[D];华南理工大学;2016年

2 刘文邦;Co及CoCr纳米线阵列的结构和磁性的研究[D];兰州大学;2009年

，

本文编号：732474