基于選擇性激光熔化制備多孔結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、多孔結(jié)構(gòu)是一種由相互貫通或封閉的孔洞構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，孔洞的邊界或表面由支柱或平板構(gòu)成。相對(duì)連續(xù)介質(zhì)材料而言，多孔結(jié)構(gòu)材料一般具有相對(duì)密度低、比強(qiáng)度高、比表面積高、重量輕、隔音、隔熱、滲透性好等優(yōu)點(diǎn)。多孔結(jié)構(gòu)材料的優(yōu)良特性使多孔結(jié)構(gòu)材料在冶金、石油、化工、紡織、醫(yī)藥、釀造等國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門以及國(guó)防軍事等部門得到了廣泛的應(yīng)用。
　　本課題旨在設(shè)計(jì)一種多孔結(jié)構(gòu)與骨的彈性模量相匹配，并采用選擇性激光熔化(Selective Laser Melt

2、ing，SLM)技術(shù)，制備出模型。
　　首先，對(duì)多孔結(jié)構(gòu)材料的優(yōu)良特性進(jìn)行相關(guān)的研究，并對(duì)目前采用SLM制備的多孔結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行總結(jié)，得出只有截角八面體多孔結(jié)構(gòu)模型能填充空間并使空間剩余體積最小，由此得到截角八面體多孔結(jié)構(gòu)模型就是需要的模型。
　　其次，從模型的建模、最大應(yīng)力、總變形、孔隙率、成型和精度問(wèn)題，最終確定臂徑的形狀為圓形。對(duì)建造的模型進(jìn)行有限元應(yīng)力、應(yīng)變分析確定臂徑為400μm，孔徑750～1000μm。
　

3、　最后，通過(guò)對(duì)SLM工藝的研究，采用ASTM標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)純鈦粉，激光功率為100W，掃描速度為225mm/s，掃描間距為70μm，鋪粉層厚度為70μm，預(yù)熱溫度為200℃C，由內(nèi)到外的掃描方式，制備臂徑為400μm，孔徑分別為750μm、800μm、1000μm的截角八面體多孔結(jié)構(gòu)模型，并對(duì)孔徑為1000μm的截角八面體多孔結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)，得到模型的實(shí)際彈性模量為8.34Gpa，計(jì)算的實(shí)際彈性模量為7.7Gpa，壓縮實(shí)驗(yàn)屈服強(qiáng)度378