椎間融合器是目前醫(yī)療骨科植入物需求量較大的一款產(chǎn)品,傳統(tǒng)加工技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品剛度大、生物相容性效果不佳,且難以滿足個性化產(chǎn)品的需求。國外研究及應(yīng)用實踐表明,多孔結(jié)構(gòu)的設(shè)計和應(yīng)用特別是仿生多孔結(jié)構(gòu),是降低產(chǎn)品剛度和提高生物相容性的有效途徑。本文旨在利用SLM技術(shù)生產(chǎn)復(fù)雜形狀的零部件的特性,開發(fā)具有無序排列多孔結(jié)構(gòu)的椎間融合器,滿足椎間融合器低剛度的要求,解決人體骨骼與鈦合金椎間融合器剛度差異產(chǎn)生的應(yīng)力遮擋問題,同時提高骨長入和骨融合效率。椎間融合器開發(fā)包括椎間融合器局部特征多孔結(jié)構(gòu)單元設(shè)計、椎間融合器整體設(shè)計;制造工藝包括單道熔池試驗(激光功率,掃描速度),掃描策略優(yōu)化;試驗檢測包括:單道形貌分析,硬度、致密度測試,多孔結(jié)構(gòu)缺陷,形貌檢測分析,壓縮、拉伸、剪切、扭轉(zhuǎn)特性測試分析,椎間融合器缺陷、形貌檢測分析,壓縮特性測試分析。(1)椎間融合器局部特征多孔結(jié)構(gòu)單元設(shè)計包括多孔單元類型、多孔單元結(jié)構(gòu)尺寸、多孔單元排列方式(隨機(jī)率)的設(shè)計。通過文獻(xiàn)研究選定對孔單元的類型和多孔單元結(jié)構(gòu)尺寸,運用3-matic軟件參數(shù)化控制多孔單元排列方式,構(gòu)建具有仿生形貌和孔徑大小的多孔結(jié)構(gòu)。實驗檢測結(jié)果表明:多孔...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景和研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 SLM成型工藝研究現(xiàn)狀
        1.2.2 SLM多孔結(jié)構(gòu)性能研究及應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.3 SLM脊柱椎間融合器的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的內(nèi)容
第二章 脊柱椎間融合器植入體功能分析及優(yōu)化任務(wù)
    2.1 脊柱力學(xué)分析
    2.2 脊柱椎間融合器設(shè)計
        2.2.1 脊柱椎間融合器設(shè)計原理
        2.2.2 脊柱椎間融合器設(shè)計目標(biāo)及原則
        2.2.3 椎間融合器結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    2.3 椎間融合器SLM工藝優(yōu)化
    2.4 本章小結(jié)
第三章 椎間融合器成型工藝選擇
    3.1 激光選區(qū)熔化(SLM)工藝方法
    3.2 激光選區(qū)熔化成型理論
        3.2.1 激光能量的傳輸
        3.2.2 Marangoni對流、濕潤角
    3.3 成型材料
    3.4 激光選區(qū)成型試驗設(shè)備
    3.5 后處理工藝
    3.6 研究方法
    3.7 本章小結(jié)
第四章 SLM成型工藝參數(shù)優(yōu)化分析
    4.1 成型工藝檢測方法與設(shè)備選擇
    4.2 激光選區(qū)熔化成型質(zhì)量影響因素
    4.3 激光工藝參數(shù)優(yōu)化
        4.3.1 激光單道熔池形貌質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)
        4.3.2 激光功率、掃描速度對單道熔池成型效果的影響
    4.4 掃描策略優(yōu)化
        4.4.1 掃描線類型及特點
        4.4.2 多孔結(jié)構(gòu)掃描策略優(yōu)化分析
    4.5 工藝參數(shù)驗證
    4.6 本章小結(jié)
第五章 多孔結(jié)構(gòu)形貌檢測與力學(xué)分析
    5.1 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形貌檢測方法與設(shè)備選擇
    5.2 多孔結(jié)構(gòu)形貌
    5.3 機(jī)械性能分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 椎間融合器整體設(shè)計與檢測分析
    6.1 脊柱椎間融合器設(shè)計方案
    6.2 脊柱椎間融合器SLM成型
        6.2.1 SLM多孔結(jié)構(gòu)成型特點
        6.2.2 椎間融合器SLM成型形貌分析性
    6.3 椎間融合器機(jī)械性能分析
    6.4 本章小結(jié)
總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：4014442