粉末床融合与材料挤出:对聚乙烯-乙烯-基头骨植入物进行比较的案例研究
Yaan Liu1, Nan Yi1, Richard Davies1
1Engineering, College of Engineering, Mathematics and Physical Sciences, University of Exeter, Exeter, United Kingdom.
3D printing and additive manufacturing
|October 27, 2023
概括
化丝制造 (FFF) 头骨植入物显示出比粉末床融合 (PBF) 植入物更好的能量吸收和变形. 由于其增强的机械性能和故障机制,FFF植入物更适合进行骨重建.
科学领域:
- 生物材料工程 生物材料工程
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
- 医疗设备制造业 医疗设备制造业
背景情况:
- 增材制造 (AM) 为制造医疗植入物提供了各种技术.
- 选择最佳的AM技术用于特定应用,如部植入物是具有挑战性的.
- 聚乙乙基 (PEEK) 是由于其生物相容性和机械特性而适用于部植入物的材料.
研究的目的:
- 为了比较由粉末床融合 (PBF) 和合丝制造 (FFF) 制造的PEEK头骨植入物的尺寸精度,压缩性能和冲击行为.
- 评估PBF和FFF适用于生产针对患者的部植入物的适用性.
- 了解不同AM方法生产的PEEK植入物的故障机制.
主要方法:
- 使用PBF和FFF技术制造了PEEK头骨植入物.
- 通过将打印件与原始CAD模型进行比较来评估尺寸准确性.
- 机械测试包括压缩性能和下降塔冲击评估.
- 在测试后分析了故障机制.
主要成果:
- 两种PBF和FFF植入物都显示出与CAD设计的尺寸偏差.
- 与PBF植入物相比,FFF植入物在压缩和冲击测试中显示出更高的能量吸收.
- FFF样本表现出更大的可变形性和更一致的故障模式,具有局部损伤.
- PBF样本表现出脆弱的行为,导致灾难性的失败.
结论:
- FFF是一个有前途的AM技术用于部植入物,提供比PBF更好的机械性能和能量吸收.
- 在PBF和FFF之间做出选择取决于所需的机械性能和可接受的后加工要求.
- 由于其增强的变形和能量吸收能力,FFF植入物可以提供更好的临床结果.
