内部架构在生产高强度3D打印-物体中的作用

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
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 直接金属激光烧结 (DMLS) 是一种先进的增材制造技术,用于制造金属零件.
• - (Co-Cr) 合金由于其优良的机械性能和生物相容性,在生物医学植入物中被广泛使用.
• 优化DMLS打印的Co-Cr对象的设计对于提高其性能和减少材料使用至关重要.

研究的目的:

• 为了研究自我强化的空心结构与分级密度对DMLS.产生的Co-Cr对象的影响.
• 评估对尺寸准确度,重量和机械性能 (收益抗拉强度,弹性模量) 的影响.

主要方法:

• 使用DMLS.制造了65个狗骨样本的Co-Cr.
• 样品被分为对照组和具有球形,圆形和钻石空洞结构的组,体积减小程度不同 (10-25%).
• 进行了放射成像,显微镜分析和机械测试,以评估几何,精度,重量和拉伸性能.

主要成果:

• DMLS打印精度 (x,y,z方向) 并没有受到包含或空洞结构类型的显著影响.
• 观察到体重显著减少,与减少的体积分数成正比.
• 与其他子组相比,对照组和体积减少10%的球形空心结构组表现出与其他子组相比,可比且优异的收益强度和弹性模量.

结论:

• 在DMLS打印的Co-Cr中使用空洞几何体并不会影响打印准确度.
• 具有10%体积减小的球形空心结构显著降低了重量,同时保持了与固体Co-Cr物体相比的机械性能.
• 这项研究表明了通过DMLS生产的Co-Cr植入物优化可行的方法,以减少重量和保持结构完整性.