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陶瓷材料选择性激光烧结/熔融技术研究与应用现状 被引量:20
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作者 刘威 刘婷婷 +1 位作者 廖文和 张凯 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期2881-2890,2896,共11页
选择性激光烧结(SLS)/熔融(SLM)技术作为增材制造技术的重要分支,在成形复杂结构件、缩短零件加工时间和降低成本等方面展现出巨大优势,而陶瓷作为极具应用潜力的材料,在汽车、医疗及航空航天等领域发挥巨大的应用前景。采用SLS/SLM成... 选择性激光烧结(SLS)/熔融(SLM)技术作为增材制造技术的重要分支,在成形复杂结构件、缩短零件加工时间和降低成本等方面展现出巨大优势,而陶瓷作为极具应用潜力的材料,在汽车、医疗及航空航天等领域发挥巨大的应用前景。采用SLS/SLM成形陶瓷材料,在弥补和克服传统加工工艺不足的同时为陶瓷零件的制造提供了新的思路。本文从材料、成形质量及性能等方面详细综述了国内外陶瓷材料SLS/SLM技术发展状态和研究水平,对比不同陶瓷材料,重点针对氧化锆、氧化铝成形特点及面临的问题进行阐述,阐明了目前陶瓷SLS/SLM成形中存在的亟待解决的关键性问题,并深入分析了SLS/SLM成形工艺参数如粉末粒度和形貌、激光能量密度、扫描速度、温度场及后处理工艺对SLS/SLM成形件质量和性能的影响作用。 展开更多
关键词 陶瓷材料 选择性激光烧结(SLS) 选择性激光熔融(slm) 成形工艺参数
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选择性激光熔融技术成形牙科钴铬合金性能的初步研究 被引量:15
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作者 李勇 张飚 +3 位作者 黄奇容 王萍 赵创 罗朋 《口腔医学研究》 CAS CSCD 2012年第8期815-817,820,共4页
目的:通过测试选择性激光熔融(selective laser melting,SLM)技术制作的牙科钴铬(Co-Cr)合金的部分机械性能、表面显微结构、瓷熔附后的界面情况,以期为该技术的应用提供基础资料。方法:使用SLM技术制作牙科钴铬合金样品,用扫描电镜观... 目的:通过测试选择性激光熔融(selective laser melting,SLM)技术制作的牙科钴铬(Co-Cr)合金的部分机械性能、表面显微结构、瓷熔附后的界面情况,以期为该技术的应用提供基础资料。方法:使用SLM技术制作牙科钴铬合金样品,用扫描电镜观察样品的表面形貌和显微结构、测试样品的密度和硬度;将样品经过除气-预氧化处理,用扫描电镜观察样品表面氧化膜的形貌和显微结构;将经过除气-预氧化处理的样品进行瓷熔附,用扫描电镜观察样品金-瓷界面的显微结构。结果:SLM制作的钴铬合金的硬度明显高于铸造钴铬合金;经过除气-预氧化处理后的氧化膜细密均匀;两种方法制作的合金在瓷熔附处理后的金-瓷界面均没有发现明显裂纹。结论:SLM技术比传统铸造技术具有一定的优越性,技术细节有待深入研究。 展开更多
关键词 选择性激光熔融钴铬合金性能
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熔融沉积成型和选择性激光烧结打印聚醚醚酮髁突假体的生物力学研究 被引量:7
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作者 郭芳 黄硕 +5 位作者 刘宁 李永锋 胡敏 石长全 李涤尘 刘昌奎 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期264-270,共7页
目的对3D打印个性化聚醚醚酮(poly-ether-ether-ketone,PEEK)髁突假体进行有限元分析和压缩性能测试,分析假体的应力分布特征及机械力学性能,评估假体的临床应用价值及应用前景。方法通过CBCT、Mimics、Geomagic Studio、Solid Works和A... 目的对3D打印个性化聚醚醚酮(poly-ether-ether-ketone,PEEK)髁突假体进行有限元分析和压缩性能测试,分析假体的应力分布特征及机械力学性能,评估假体的临床应用价值及应用前景。方法通过CBCT、Mimics、Geomagic Studio、Solid Works和ANSYS Workbench等软件建立PEEK髁突假体、下颌骨和固定螺钉的有限元模型,加载最大咀嚼力,记录髁突假体和螺钉的最大应力以及下颌骨的应力应变。模拟临床实际情况,设计专用夹具,以1 mm/min速率对熔融沉积成型(fused deposition modeling,FDM)和选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS)两种方法制备的髁突假体进行压缩性能测试。结果有限元分析发现,PEEK髁突假体的峰值应力位于髁突颈的后部,为10.733 MPa;5个固定螺钉的峰值应力集中在靠近下颌升支后缘的2#和5#螺钉,为9.7075 MPa;假体和螺钉的峰值应力均小于其屈服强度。压缩实验发现,FDM和SLS制备髁突假体可承受的最大压力分别为(3814.7±442.6)、(1193.970±260.350)N;FDM制备假体相较于SLS制备不但压缩强度较大,且韧性较好。结论3D打印个性化聚醚醚酮髁突假体显示出均匀的应力分布和较好的机械力学性能,可为PEEK作为修复颞下颌关节的重建材料提供理论依据。 展开更多
关键词 熔融沉积成型 选择性激光烧结 力学测试 髁突假体 聚醚醚酮
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薄壁件选择性激光熔融的分区扫描路径规划 被引量:4
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作者 邓洋洋 李维诗 《图学学报》 CSCD 北大核心 2022年第1期149-155,共7页
残余应力容易导致采用选择性激光熔融技术加工的薄壁件变形甚至开裂,为了减少残余应力并控制其分布,提出了一种基于中轴变换的分区扫描路径规划策略。首先对分层实体区域进行中轴变换,然后根据裁剪后的中轴将分层实体区域划分为主区域... 残余应力容易导致采用选择性激光熔融技术加工的薄壁件变形甚至开裂,为了减少残余应力并控制其分布,提出了一种基于中轴变换的分区扫描路径规划策略。首先对分层实体区域进行中轴变换,然后根据裁剪后的中轴将分层实体区域划分为主区域和连接区域,针对主区域和连接区域分别设计了正弦曲线形扫描路径和正三角网格式扫描路径,最后给出了一个典型多连通薄壁模型的计算结果。 展开更多
关键词 选择性激光熔融 薄壁件 分区扫描 中轴变换 路径规划
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选择性激光熔覆(SLM)钛合金可摘局部义齿支架的适合性研究 被引量:24
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作者 刘一帆 王伟娜 +3 位作者 于海 马瑞 吴冰 高勃 《实用口腔医学杂志》 CSCD 北大核心 2017年第3期302-305,共4页
目的:评价选择性激光熔覆(SLM)技术制作的钛合金可摘局部义齿的适合性。方法:用选择性激光熔覆(SLM)技术制作7个肯氏Ⅲ类Ti-6Al-4V可摘局部义齿支架,采用光学扫描仪分别扫描通过"印模法"得到的粘附有硅橡胶薄膜的石膏模型,以... 目的:评价选择性激光熔覆(SLM)技术制作的钛合金可摘局部义齿的适合性。方法:用选择性激光熔覆(SLM)技术制作7个肯氏Ⅲ类Ti-6Al-4V可摘局部义齿支架,采用光学扫描仪分别扫描通过"印模法"得到的粘附有硅橡胶薄膜的石膏模型,以及去除该薄膜的石膏模型的光学印模,导入Geomagic Qualify软件,通过3D比较功能分析支架大连接体组织面与模型之间的间隙,对其适合性进行评价。结果:钛合金支架与模型之间的总体3D偏差值为(0.221 9±0.07)mm。结论:SLM技术制作的钛合金可摘局部义齿支架的适合性基本满足临床要求。 展开更多
关键词 选择性激光熔覆(slm) 可摘局部义齿支架 适合性 3D打印 增材制造
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选择性激光熔覆(SLM)制作钴铬合金冠的适合性研究 被引量:7
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作者 党玉琪 张春宝 +1 位作者 王伟娜 高勃 《实用口腔医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期313-317,共5页
目的:评价选择性激光熔覆(SLM)技术与失蜡铸造法制作的钴铬合金单冠与三联冠的适合性。方法:采用2种SLM系统EOS M270与EOS M280及铸造法分别制作钴铬合金单冠与三联冠各5个,通过采用硅橡胶法在体式显微镜下测量边缘及内部垂直间隙。采用... 目的:评价选择性激光熔覆(SLM)技术与失蜡铸造法制作的钴铬合金单冠与三联冠的适合性。方法:采用2种SLM系统EOS M270与EOS M280及铸造法分别制作钴铬合金单冠与三联冠各5个,通过采用硅橡胶法在体式显微镜下测量边缘及内部垂直间隙。采用SPSS 17.0软件对实验数据进行单因素方差分析。结果:钴铬合金单冠的边缘间隙和内部间隙(μm)分别为:EOS M270组42.28±11.58、125.75±47.67,EOS M280组46.54±8.4、128.22±54.18,铸造组为48.66±12.08、135.37±46.89。三联冠的边缘间隙(μm)和内部间隙(μm)分别为:EOS M270组40.55±10.04、133.09±39.80,EOS M280组45.36±10、138.94±50.61,铸造组为54.24±12.04、151.87±61.94(P<0.05)。结论:SLM组边缘平均垂直间隙明显小于临床普遍接受的120μm的标准,精度可以满足临床要求。SLM钴铬合金单冠的边缘适合性优于铸造法,内部适合性无统计学差异。SLM钴铬合金三联冠的边缘适合性及内部适合性均优于铸造法。 展开更多
关键词 选择性激光熔覆(slm) 适合性
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选择性激光熔覆(SLM)纯钛全冠适合性的临床研究 被引量:7
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作者 陈克南 毛菁红 +1 位作者 党玉琪 高勃 《实用口腔医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期317-320,共4页
目的:临床评价选择性激光熔覆(SLM)技术制作的纯钛全冠适合性。方法:在临床选取10个因后牙牙体缺损需要单冠修复的患者,采用SLM EOS M280系统及失蜡铸造法分别制作纯钛全冠(n=10),临床试戴后采用印模法复制单冠内部及边缘间隙,并在体式... 目的:临床评价选择性激光熔覆(SLM)技术制作的纯钛全冠适合性。方法:在临床选取10个因后牙牙体缺损需要单冠修复的患者,采用SLM EOS M280系统及失蜡铸造法分别制作纯钛全冠(n=10),临床试戴后采用印模法复制单冠内部及边缘间隙,并在体式显微镜下测量。采用SPSS 17.0软件对实验数据进行独立样本t检验。结果:纯钛单冠SLM组和铸造组的边缘间隙(μm)分别为:90.67±14.7和94.77±21.9(P<0.05),中央间隙分别为213.73±90.4和217.00±97.7(P>0.05)。结论:SLM组边缘间隙小于铸造组、也小于临床普遍接受的120μm的标准。 展开更多
关键词 选择性激光熔覆(slm) 适合性 计算机辅助设计与辅助制作 3D打印 临床实验
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数字孪生驱动的金属选择性激光熔融成形过程在线监控 被引量:3
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作者 段现银 陈昕悦 +2 位作者 向峰 朱锟鹏 蒋国璋 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期403-411,共9页
由激光熔融过程的极热极冷特性造成的成形零件质量缺陷一直阻碍着选择性激光熔融技术的广泛应用,为制造出高质量的零件,提出一种数字孪生驱动的金属选择性激光熔融成形过程在线监控方法,应用该方法建立智能成形系统并进行案例分析。基... 由激光熔融过程的极热极冷特性造成的成形零件质量缺陷一直阻碍着选择性激光熔融技术的广泛应用,为制造出高质量的零件,提出一种数字孪生驱动的金属选择性激光熔融成形过程在线监控方法,应用该方法建立智能成形系统并进行案例分析。基于粉末熔融过程的物理和虚拟建模、过程在线监测和大数据分析,构建了包括设备层、数据转换层、网络层、控制层和应用层的成形过程在线监控数字孪生系统框架,论述了各层的功能和所涉及的关键技术,并分析了选择性激光熔融成形过程监控的典型应用实例,为基于选择性激光熔融的智能成形提供了理论与技术支撑。 展开更多
关键词 数字孪生 选择性激光熔融 在线监控 智能成形
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选择性激光熔化316L的熔池热力学行为及其局域力学性能 被引量:1
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作者 汤晓刚 陈伟 +1 位作者 刘俊悦 陈磊 《热加工工艺》 北大核心 2023年第21期38-43,共6页
通过有限元方法对介观尺度下SLM过程中316L熔池匙孔演变及热力学行为和由此产生的表面形貌进行了分析,并结合试验进行了验证。发现匙孔熔池的自由表面被蒸发金属的高温气体所覆盖,导致反冲压力的产生并伴随自由表面的变形。在成形过程... 通过有限元方法对介观尺度下SLM过程中316L熔池匙孔演变及热力学行为和由此产生的表面形貌进行了分析,并结合试验进行了验证。发现匙孔熔池的自由表面被蒸发金属的高温气体所覆盖,导致反冲压力的产生并伴随自由表面的变形。在成形过程的初始阶段,熔池边缘金属向内的对流阻止了熔池的扩展,而随后形成的向外对流促进了熔体流动,保证了凝固后相邻熔池的搭接。金属汽化产生向表面的后坐压力,在熔池内引起湍流飞溅,这些飞溅被移到激光路径外侧并凝固成粘结的驼峰结构,无法在下一层成形时熔化。随着层数的增加,熔池自由表面出现凹型轮廓和材料粘结。采用纳米压痕实验对成形后熔池的3个位置进行了局域弹塑性力学性能研究,发现熔池的搭接区域压痕硬度和弹性模量最高,分别为4.08 GPa和211.45 GPa。 展开更多
关键词 选择性激光熔化(slm) 316L不锈钢 匙孔
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选择性激光熔化成型的二维轮廓填充算法 被引量:4
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作者 毛立坤 高峰 +2 位作者 袁自钧 陈向东 吴本科 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2017年第3期420-424,共5页
选择性激光熔化(selective laser melting,SLM)成型直接在CLI文件提供的轮廓线内进行填充,填充线段的端点在轮廓线上会产生重合的部分,当模型实际制造时这些重合的部分就会造成材料堆积。为解决该问题,文章采用的方法是首先让CLI文件提... 选择性激光熔化(selective laser melting,SLM)成型直接在CLI文件提供的轮廓线内进行填充,填充线段的端点在轮廓线上会产生重合的部分,当模型实际制造时这些重合的部分就会造成材料堆积。为解决该问题,文章采用的方法是首先让CLI文件提供的轮廓线向填充区域偏置,然后在偏置后的轮廓线内进行扫描线填充。 展开更多
关键词 轮廓线填充 偏置 选择性激光熔化(slm)成型 3D打印
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选择性激光熔化中铺粉层厚的影响 被引量:1
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作者 张乔石 陈向东 +1 位作者 袁自钧 程萍 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2017年第9期1226-1230,共5页
选择性激光熔化(selective laser melting,SLM)技术可以直接成形高性能金属零件,是最具应用前景的快速成形技术之一。文章以316不锈钢粉末为试验材料进行20mm×20mm×20mm正方体方块的制作,讨论了铺粉层厚对制件性能的影响规律... 选择性激光熔化(selective laser melting,SLM)技术可以直接成形高性能金属零件,是最具应用前景的快速成形技术之一。文章以316不锈钢粉末为试验材料进行20mm×20mm×20mm正方体方块的制作,讨论了铺粉层厚对制件性能的影响规律;并通过试验,确定最佳的加工参数,制得了致密度为99.9%、拉伸强度达1 038.8 MPa的制件。该文对SLM成形高质量零件具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 选择性激光熔化(slm) 快速成形 不锈钢 铺粉层厚
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选择性激光熔化工艺参数的分区控制 被引量:1
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作者 许宁 田虎成 +2 位作者 张俊 袁自钧 陈向东 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2020年第8期1149-1152,共4页
在选择性激光熔化(selective laser melting,SLM)加工过程中,制件同一层加工区域的面积可能不相等,若采用相同激光功率和扫描速度持续加工,则局部区域的热积累效应会越来越严重,最终会降低制件成型质量。针对此问题,文章介绍了一种添加... 在选择性激光熔化(selective laser melting,SLM)加工过程中,制件同一层加工区域的面积可能不相等,若采用相同激光功率和扫描速度持续加工,则局部区域的热积累效应会越来越严重,最终会降低制件成型质量。针对此问题,文章介绍了一种添加工艺参数的CLI+文件格式。通过判断加工区域面积,据此添加不同激光功率和扫描速度,从而实现分区域控制的选择性激光熔化工艺。实验验证了该方法能够有效地提高制件的成型质量。 展开更多
关键词 分区控制 激光功率 扫描速度 选择性激光熔化(slm) 成型质量
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选择性激光熔覆制作纯钛卡环的抗疲劳性研究 被引量:1
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作者 于海 温坤 +4 位作者 刘一帆 王伟娜 马瑞 秦晨 高勃 《实用口腔医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期323-326,共4页
目的:研究选择性激光熔覆(Selective laser melting,SLM)技术制作纯钛卡环的抗疲劳性。方法:用选择性激光熔覆技术制作10个卡环试件,传统失蜡铸造技术制作与实验组卡环的数字化设计形态完全相同的10个卡环试件,通过位移控制法(0.25 mm和... 目的:研究选择性激光熔覆(Selective laser melting,SLM)技术制作纯钛卡环的抗疲劳性。方法:用选择性激光熔覆技术制作10个卡环试件,传统失蜡铸造技术制作与实验组卡环的数字化设计形态完全相同的10个卡环试件,通过位移控制法(0.25 mm和0.50 mm)进行抗疲劳性测试,记录初始载荷值、试件疲劳失效时的循环次数与试件断裂时的循环次数。采用单因素方差分析对2组试件的相关实验数据进行比较。结果:对于0.25 mm和0.50 mm位移,2组的初始载荷与疲劳失效循环次数无统计学差异,断裂循环次数SLM组大于传统铸造组(P<0.05)。结论:SLM技术制作的卡环相比传统失蜡铸造法制作的卡环具有更为优异的抗疲劳性。 展开更多
关键词 选择性激光熔覆(slm) 纯钛卡环 抗疲劳性
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SLM成形件切削比能模型建立及影响因素分析
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作者 苏风啸 权涛 李俊 《农业装备与车辆工程》 2024年第5期100-104,共5页
选区激光熔融(SLM)成形件在通过后处理加工提升表面质量时会消耗大量能量,而通过优化切削比能可以提高材料去除率和降低切削力,进而减小加工过程中的能量消耗。因此以SLM Inconel 718成形件为研究对象,建立基于切削力的切削比能模型。... 选区激光熔融(SLM)成形件在通过后处理加工提升表面质量时会消耗大量能量,而通过优化切削比能可以提高材料去除率和降低切削力,进而减小加工过程中的能量消耗。因此以SLM Inconel 718成形件为研究对象,建立基于切削力的切削比能模型。结合微铣削正交实验,拟合得到SLM Inconel 718微铣削切削比能与铣削参数的经验公式,并研究不同铣削参数对切削比能的影响规律。结果表明,SLM Inconel 718切削比能经验公式拟合程度在95%以上,切削深度对切削比能影响很小,切削比能随主轴转速和每齿进给量的增加而增加。 展开更多
关键词 选区激光熔融 切削比能 微铣削 slm Inconel 718
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SLM打印钴铬合金基底冠精度及密合性研究 被引量:5
15
作者 戴宜君 董研 +2 位作者 彭伟 何传鑫 袁喜根 《实用口腔医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期158-163,共6页
目的:研究选择性激光熔融(selective laser melting,SLM)打印钴铬合金基底冠的尺寸精度及密合性;探讨"虚拟就位"法评价密合性的可行性。方法:实验组采用SLM技术制造钴铬合金基底冠,对照组用CAD/CAM制备蜡型,失蜡铸造(n=10)。... 目的:研究选择性激光熔融(selective laser melting,SLM)打印钴铬合金基底冠的尺寸精度及密合性;探讨"虚拟就位"法评价密合性的可行性。方法:实验组采用SLM技术制造钴铬合金基底冠,对照组用CAD/CAM制备蜡型,失蜡铸造(n=10)。采用数字化"虚拟就位"法及粘接切割法测量,比较2种基底冠截面间隙距离,于切割截面上测量基底冠厚度,比较同一位点2种测量方法测得数据。结果:SLM打印钴铬合金基底冠的最佳预留间隙为50μm。2组冠厚度误差分别为1.80%、2.20%(P>0.05)。2种方法制作的基底冠就位后间隙距离无显著性差异(P>0.05)。结论:SLM技术能精确打印钴铬合金基底冠;采用"虚拟就位"法评价基底冠密合性可行。 展开更多
关键词 3D打印 选择性激光熔融(slm) 冠密合性
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SLM含铜钴基合金的抗菌性能及细胞相容性的初步探索 被引量:2
16
作者 徐晶 刘蕊 +3 位作者 曲冠霖 王强 任玲 张扬 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期296-301,315,共7页
目的以SLM-CoCrW为对照,评价SLM-CoCrCu的抗菌性及生物相容性,为SLM-CoCrCu的潜在临床应用提供理论依据。方法选择金黄色葡萄球菌为研究对象,采用平板法验证合金的抗菌性能。选择MC3T3-E1细胞为研究对象,采用CCK-8检测法评价合金对于细... 目的以SLM-CoCrW为对照,评价SLM-CoCrCu的抗菌性及生物相容性,为SLM-CoCrCu的潜在临床应用提供理论依据。方法选择金黄色葡萄球菌为研究对象,采用平板法验证合金的抗菌性能。选择MC3T3-E1细胞为研究对象,采用CCK-8检测法评价合金对于细胞增殖的影响和细胞毒性等级。采用细胞骨架荧光染色标记法评价细胞在合金表面的粘附及生长,结合增殖率,反映合金的细胞毒性。采用流式细胞术评价材料对细胞早期凋亡的影响。结果SLM-CoCrCu对金黄色葡球菌的生长有明显抑制作用,对金黄色葡萄球菌抗菌率可达98%,与SLM-CoCrW比较有显著性差异(P<0.01)。随培养时间的延长,SLM-CoCrCu细胞数量逐步增长,表现出对细胞增殖的促进作用。SLM-CoCrCu和SLM-CoCrW在与细胞共培养1、3、7d后,细胞增殖率有显著差异性(P=0.01)。共培养1d后,不含铜组细胞增殖率优于含铜组;共培养3d及7d后,含铜组对细胞增殖影响明显优于不含铜组。两者对于细胞粘附及形态上的影响无明显差异。SLM-CoCrCu和SLM-CoCrW对于细胞凋亡的影响无明显差异。结论SLM-CoCrCu相较于SLM-CoCrW有良好的抗菌性能。同时,SLM-CoCrCu具有良好的生物相容性,对细胞增殖、粘附及形态都无明显影响。 展开更多
关键词 钴基合金 选择性激光熔融 生物相容性 金黄色葡萄球菌 抗菌性能
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SLM成形TC4的组织与耐腐蚀性能研究 被引量:2
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作者 张雷 徐峰 +2 位作者 王华 林相 杨行 《热加工工艺》 北大核心 2022年第23期11-14,18,共5页
利用选择性激光熔化技术(SLM)打印TC4钛合金试样,研究了不同成形工艺参数(扫描速度、激光功率及扫描间距)对打印TC4组织和耐腐蚀性能的影响规律。结果表明:打印TC4组织为细小的β柱状晶和大量针状α马氏体,显微硬度高于传统轧制钛合金... 利用选择性激光熔化技术(SLM)打印TC4钛合金试样,研究了不同成形工艺参数(扫描速度、激光功率及扫描间距)对打印TC4组织和耐腐蚀性能的影响规律。结果表明:打印TC4组织为细小的β柱状晶和大量针状α马氏体,显微硬度高于传统轧制钛合金的。其耐腐蚀性主要受扫描速度影响,扫描速速越高,耐腐蚀性越差,腐蚀后表面形态为点蚀,试样与腐蚀介质之间形成了闭塞电池,引起蚀孔内酸化,加速金属腐蚀,使蚀孔不断向深处发展。 展开更多
关键词 选择性激光熔化(slm) TC4钛合金 显微硬度 耐腐蚀性
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基于路径质量评估算法的LPBF分区扫描策略 被引量:1
18
作者 王楚 李佳奇 +2 位作者 刘洋 汤辉亮 龙雨 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第12期2243-2251,共9页
针对激光粉末床熔融的路径难以适应复杂零件特征,且无法有效识别路径的填充质量,造成打印质量差这一问题,提出了一种以零件薄弱区域为特征的分区扫描算法及路径填充质量评估算法。首先,在数据处理的过程中,根据构成切片轮廓的三维点数据... 针对激光粉末床熔融的路径难以适应复杂零件特征,且无法有效识别路径的填充质量,造成打印质量差这一问题,提出了一种以零件薄弱区域为特征的分区扫描算法及路径填充质量评估算法。首先,在数据处理的过程中,根据构成切片轮廓的三维点数据,使用间距均匀的平行线对轮廓进行了扫描,计算了交点间的距离,并对零件中的薄弱区域进行了特征识别与提取;然后,使用提取出的薄弱区域作为零件分区依据,对切片轮廓进行了求交运算,得到了新的切片轮廓并划分了区域,对每个子区域进行了路径填充,并使用路径生成时的点数据进行了路径尖角识别及填充质量评估;最后,对常用的平行线路径、轮廓偏置路径、棋盘分区路径等,采用相同参数打印了同一个零件,并利用超景深显微镜对打印的零件进行了三维形貌测量。研究结果表明:该分区算法减少了对2个薄弱区域的分割,没有形成新的薄弱区域,说明填充质量识别算法可以有效识别路径的尖角及填充情况,保证零件薄弱区域的打印质量,并有效提高零件整体的打印质量。 展开更多
关键词 激光粉末床熔融 选择性激光熔化 路径规划 路径评估 分区路径 增材制造 零件薄弱区域
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生物仿生支架设计及制造分析
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作者 吕永涛 霍熠 +2 位作者 王昊 程亮亮 张杭州 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期198-198,共1页
目的随着人口老龄化及骨创伤疾病的增加,对人工骨支架的需求日益增加。受传统优化设计方法及制造工艺的限制,当前设计的骨支架普遍存在弹性模量过高、应力遮挡、各向异性行为匹配性差以及渗透性低等问题。因此,如何设计出与天然骨组织... 目的随着人口老龄化及骨创伤疾病的增加,对人工骨支架的需求日益增加。受传统优化设计方法及制造工艺的限制,当前设计的骨支架普遍存在弹性模量过高、应力遮挡、各向异性行为匹配性差以及渗透性低等问题。因此,如何设计出与天然骨组织性能相似的新型骨支架以较好地解决骨缺损修复问题仍是当前挑战性问题之一,也是本文的研究目的。方法采用先进的移动可变形组件法(MMC)设计新型非周期性仿生骨支架。以人体腰椎骨组织为目标,设计不同类型的骨支架,并且采用结构弹性矩阵、渗透性仿真等方法评估骨支架的力学性能及渗透性。采用选择性激光熔融技术对支架进行增材制造,再利用扫描电子显微镜(SEM)评估其可制造性。结果新型骨支架具有良好的各向异性力学性能,其弹性常数与目标骨组织相比的最大误差仅为8.98%。新型骨支架具有良好的渗透性,在孔隙率为62%时,骨支架渗透率可达3.7045×10^(-8)m^(-2),比相同孔隙率的Schwarz P结构高了一个数量级;SEM图像表明新型骨支架具有良好的可制造性。结论通过MMC方法设计出的新型仿生支架具有良好的力学性能、渗透性和可制造性,能促进骨细胞的生长和再生,可在医疗植入物和骨修复等生物医学工程领域发挥重要作用。 展开更多
关键词 生物医学工程 仿生支架 骨创伤 选择性激光熔融 非周期性 骨组织 植入物 增材制造
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增材制造多孔结构的冲击性能研究 被引量:1
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作者 岳学峥 梁坤义 +1 位作者 陆松浩 唐胡林 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第3期38-44,54,共8页
多孔结构由于具有较好的比强度、能量吸收等特点,已经广泛运用于航空航天装置、生物医疗器械等方面。而多孔结构的力学性能在很大程度上取决于其结构单元的变形机制,因此充分了解多孔结构在受到冲击载荷过程中的结构演化是至关重要的。... 多孔结构由于具有较好的比强度、能量吸收等特点,已经广泛运用于航空航天装置、生物医疗器械等方面。而多孔结构的力学性能在很大程度上取决于其结构单元的变形机制,因此充分了解多孔结构在受到冲击载荷过程中的结构演化是至关重要的。本文利用3DVoronoi技术设计了80%与90%孔隙率的十四面体(Octa)结构,通过选择性激光熔化(SLM)成形技术制备了两种孔隙率下铝合金多孔结构的样品,并进行了落锤冲击试验,以探究在受到冲击载荷下不同孔隙率多孔结构的能量吸收情况,在有限元模拟中通过X射线透射电脑断层成像(XCT)重建多孔结构的几何模型,以探索多孔结构的实际变形机制和孔隙破裂的机理。研究结果表明,多孔结构的能量吸收随孔隙率的增加而减小,高孔隙率的多孔结构更容易在较弱的位置形成多个局部密实区,同时单胞壁的弯曲与屈服一般是发生在孔隙的坍塌期间,而变形往往是通过形成几个狭窄的塌陷带进行传播。本文对Octa结构受到冲击载荷的变形机理有了全新的认识,这对多孔结构的抗冲击设计和能量吸收评估具有重要意义。 展开更多
关键词 多孔结构 选择性激光熔化(slm) X射线透射电脑断层成像(XCT) 抗冲击性能 能量吸收
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