准备和后处理三维打印的多孔合金
Tairong Li1, Mengyu Xu1, Jinzhi Yao2
1College of Materials Science and Engineering, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|May 7, 2025
概括
选择性激光化优化了用于骨科植入物的Ti6Al4V支架. 化学抛光有效地消除了粉末的粘附性,提高了多孔合金的生物相容性和患者安全性.
科学领域:
- 生物材料工程 生物材料工程
- 整形外科的植入物技术技术
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 由于其生物相容性和机械强度,Ti6Al4V是骨科植入物的首选材料.
- 固体植入物的高弹性模量导致与骨相比的应力屏蔽和松动.
- 通过增材制造制造的多孔合金提供了与骨相匹配的更好的弹性.
研究的目的:
- 为了优化Ti6Al4V制造的选择性激光化 (SLM) 参数.
- 为了研究SLM生产的多孔Ti6Al4V脚手架的机械性能.
- 开发一种有效的后加工方法来消除粉末粘附.
主要方法:
- 使用SLM制造Ti6Al4V样本,在固定激光功率 (200W) 上使用不同扫描速度 (800-1400mm/s) 的SLM.
- 设计和测试了具有不同孔径 (400-800微米) 和多孔性 (60%,80%) 的立方单位细胞支架.
- 使用稀释的HF-HNO3溶液进行化学抛光,以去除附着的粉末.
主要成果:
- 通过SLM确定了1200mm/s的最佳扫描速度,用于通过SLM制造Ti6Al4V.
- 400微米孔径和60%孔径的支架显示出最高的压力强度 (794MPa) 和断裂应变 (41.35%).
- 最佳的化学抛光时间为40分钟,有效地去除粘附的粉末,而不会造成结构损坏.
结论:
- 优化的SLM参数和脚手架设计可以产生多孔的Ti6Al4V,具有理想的机械性能,用于骨科应用.
- 化学抛光是一种有效的方法来解决SLM生产的多孔植入物中的粉末粘附问题.
- 这项研究有助于开发更安全,更有效的多孔整形植入物.
