参考点内和3D打印聚合物机械性能之间的相关性
1Department of Mechanical Science and Engineering, University of Illinois at Urbana Champaign, 1206 West Green Street, Urbana, Illinois 61801, USA.
The Review of scientific instruments
|December 8, 2023
概括
参考点缩 (RPI) 可以评估3D打印的聚合物机械性能. 最初的测试显示,RPI参数与材料特性之间存在很强的相关性,但在5年后,这些相关性显著减弱.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物材料工程 生物材料工程
- 机械工程 机械工程
背景情况:
- 参考点缩 (RPI) 是一种评估材料性能的新兴技术.
- 评估3D打印聚合物的机械完整性对于其应用至关重要.
- 长期材料降解及其对机械反应的影响需要研究.
研究的目的:
- 评估两种RPI仪器 (BioDent和Osteoprobe) 在3D打印聚合物机械特性表征方面的有效性.
- 为了将RPI参数与已确定的拉伸试验机械性能 (弹性模量,终极应力,延长) 相关联.
- 调查老化 (5年) 对这些聚合物的基于RPI的机械性质评估的影响.
主要方法:
- 在多个3D打印的聚合物样本上使用了BioDent和Osteoprobe仪器进行RPI.
- 进行了标准拉伸试验,以获得弹性模量,最终应力和延长.
- 与拉伸试验结果相关联的RPI衍生参数 (例如,卸载斜率,隙距离,骨材料强度指数).
- 使用相同的RPI和拉伸性测试方法,重新测试老化 (5年) 聚合物样本.
主要成果:
- 对于新鲜的 (Age 0) 聚合物,在弹性模量和RPI参数之间观察到强烈的相关性,例如平均卸载斜率 (r=0.87) 和骨材料强度指数 (BMSi) (r=0.85).
- 最终应力也显示出与RPI参数的显著相关性,包括第一次卸载斜率 (r=0.85) 和BMSi (r=0.81).
- 延长仅与平均爬行缩距离 (r=0.60) 显示出弱相关性,而RPI和机械性质之间的相关性在老化 (5年龄) 聚合物中显著较低.
结论:
- 参考点缩显示了对3D打印聚合物的机械性能进行非破坏性评估的巨大潜力.
- 在新鲜聚合物中观察到的强相关性在5年老化后显著减少,突出显示了时间对材料反应的影响.
- 这项研究为老年3D打印聚合物的RPI行为提供了新的见解,这是以前未经探索的领域.
