用选择性激光烧结制造的个性化内的机械性能改进,基于过程参数优化和细胞结构设计
Junchao Li1, Yuan Wei1, Ze Zhao1
1College of Materials Science and Engineering, Chongqing University, Chongqing, China.
3D printing and additive manufacturing
|October 27, 2023
概括
研究人员通过精炼能量密度和设计新型细胞结构,利用选择性激光烧结 (SLS) 优化了3D打印的内. 这提高了个性化内的机械性能,解决了运动员和患者常见的骨折问题.
科学领域:
- 生物材料工程 生物材料工程
- 增材制造 增材制造 增材制造
- 生物力学 生物力学
背景情况:
- 通过选择性激光烧结 (SLS) 制造的个性化内越来越多地被运动员和足部疾病患者使用.
- 当前用SLS制造的内的重大局限性是它们的强度和性不足,导致裂和骨折.
研究的目的:
- 为了提高SLS.生产的个性化内的机械性能.
- 解决关于优化工艺参数和设计强大的细胞结构以提高内性能的研究缺口.
主要方法:
- 优化选择性激光烧结 (SLS) 过程参数,特别关注能量密度.
- 设计和整合新的细胞结构,称为"WS结构",以鱼和古代士兵盔甲为灵感,具有不同的曲率半径.
- 用有限元法 (FEM) 分析和练习测试来评估开发的内的机械性能和耐用性.
主要成果:
- 对于SLS过程,确定了0.08 J/mm2的最佳能量密度.
- 与其他设计相比,WS14细胞结构表现出优越的性能特征.
- 开发的个性化内,结合了一系列WS14结构,制造在0.08J/mm2,表现出更均的应力分布.
结论:
- 优化的SLS工艺参数和新的WS14细胞结构显著提高了个性化内的机械强度和性.
- 开发的内有效地解决了普遍存在的骨折问题,提高了它们适用于苛刻应用的适度.
- 这项研究提供了一个可行的解决方案,用于为运动员和患有足部疾病的患者生产耐用和高性能个性化内.
