商用纯的激光粉床融合 (LPBF) 和LPBF工艺的合金开发
Fabian Haase1, Carsten Siemers1, Joachim Rösler1
1Institute for Materials Science, Technische Universität Braunschweig, Braunschweig, Germany.
Frontiers in bioengineering and biotechnology
|September 25, 2023
概括
优化的激光粉床融合 (LPBF) 参数实现99.9%密度的商用纯零件,具有出色的机械性能. 新的合金显示,在医疗植入物中减少异构性是有前途的.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物医学工程 生物医学工程
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
背景情况:
- 激光粉床融合 (LPBF) 能够实现复杂的植入物,但通常会导致多孔性和异构性质.
- 优化LPBF参数和开发新的合金对于改善医疗器械制造至关重要.
研究的目的:
- 优化LPBF工艺参数,以最大限度地减少商业纯零件的多孔性.
- 为医疗植入物开发一种新的生物相容合金,其固化性能和同位素性质得到了改进.
主要方法:
- 设计实验 (DOE) 进行参数优化.
- 商用纯1级粉末的LPBF加工.
- 基于Ti-0.44O-0.5Fe-0.08C-0.4Si-0.1Au的合金开发,添加了和.
主要成果:
- 使用优化的LPBF参数,在印刷后的CP中实现了~99.9%的相对密度.
- 拉力样本表现出高收益强度 (~663 N/mm2),最终拉力强度 (~747 N/mm2) 和可塑性 (~24%).
- 添加物精炼了微观结构,但需要仔细控制,以避免沉和柱状粒;Ti-0.44O-0.5Fe-0.08C-0.4Si-0.1Au-0.1B-0.1Y显示了较低异构的潜力.
结论:
- 优化的LPBF参数显著降低了孔隙性,并提高了CP的机械性能.
- 开发的合金显示了制造具有降低异构性的医疗植入物的潜力,尽管需要进一步的研究.
