本文關(guān)鍵詞：選擇性激光燒結(jié)羥基磷灰石人工骨的裝備控制與工藝研究

  更多相關(guān)文章： 人工骨 選擇性激光燒結(jié) 控制軟件 羥基磷灰石 燒結(jié)性能

【摘要】：選擇性激光燒結(jié)(SLS)技術(shù)在人工骨制備領(lǐng)域具有很好的發(fā)展前景。羥基磷灰石(HAP)因具有優(yōu)異的生物學(xué)性能,已被廣泛應(yīng)用于骨組織修復(fù)材料。本文針對(duì)選擇性激光燒結(jié)羥基磷灰石人工骨的關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)研究,在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了具有人機(jī)交互界面的控制軟件基礎(chǔ)上,研究了添加少量左旋聚乳酸(PLLA)改善HAP燒結(jié)性能的工藝規(guī)律和作用機(jī)理。論文的主要工作與創(chuàng)新性成果有： 1.利用運(yùn)動(dòng)控制卡提供的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)鏈接庫(kù),開(kāi)發(fā)了面向人工骨制備的激光燒結(jié)控制軟件。實(shí)現(xiàn)了激光器的輸出功率和三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)控制,解決了激光燒結(jié)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制卡內(nèi)存不足造成的插補(bǔ)命令傳輸數(shù)量有限的難題。 2.研究了不同PLLA含量對(duì)HAP燒結(jié)性能的影響規(guī)律。發(fā)現(xiàn)添加1wt%的PLLA能夠有效改善HAP的燒結(jié)性能,燒結(jié)樣更加致密,硬度相應(yīng)提高20.7%。 3.揭示了不同激光能量密度下燒結(jié)樣微結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)隨著激光能量密度的增加(0-0.45J/mm2), HAP晶粒相互融合長(zhǎng)大,燒結(jié)樣不斷致密化,表面裂紋逐漸減少至消失。 4.分析了添加少量PLLA改善HAP燒結(jié)性能的作用機(jī)理。發(fā)現(xiàn)在燒結(jié)過(guò)程中,PLLA會(huì)經(jīng)歷熔融、碳化、氧化三個(gè)過(guò)程。PLLA發(fā)生熔融時(shí),能夠產(chǎn)生毛細(xì)管力,促進(jìn)HAP致密化,改善其燒結(jié)性能。通過(guò)控制合理的工藝參數(shù),PLLA能夠充分氧化直至完全消失,避免其在燒結(jié)樣中殘留。
【關(guān)鍵詞】：人工骨 選擇性激光燒結(jié) 控制軟件 羥基磷灰石 燒結(jié)性能
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：R318.08;TF124.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 1 緒論9-20
• 1.1 人工骨簡(jiǎn)述9-10
• 1.1.1 人工骨研究?jī)?nèi)容9
• 1.1.2 人工骨性能要求9-10
• 1.2 人工骨材料10-12
• 1.2.1 天然生物材料10
• 1.2.2 人工合成生物材料10-11
• 1.2.3 羥基磷灰石(HAP)的結(jié)構(gòu)與性能11-12
• 1.3 人工骨制備技術(shù)12-15
• 1.3.1 傳統(tǒng)制備技術(shù)12-13
• 1.3.2 快速成型制備技術(shù)13-14
• 1.3.3 選擇性激光燒結(jié)(SLS)技術(shù)的原理與特點(diǎn)14-15
• 1.4 選擇性激光燒結(jié)制備人工骨的研究現(xiàn)狀15-19
• 1.4.1 選擇性激光燒結(jié)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4.2 人工骨制備的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.5 本課題的研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)19-20
• 1.5.1 研究?jī)?nèi)容19
• 1.5.2 創(chuàng)新點(diǎn)19-20
• 2 選擇性激光燒結(jié)系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)20-42
• 2.1 控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)20-24
• 2.1.1 激光燒結(jié)機(jī)平臺(tái)設(shè)計(jì)20-21
• 2.1.2 控制系統(tǒng)硬件組成21-22
• 2.1.3 控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)22-24
• 2.2 激光器控制24-26
• 2.2.1 激光器控制信號(hào)24-25
• 2.2.2 激光器控制軟件開(kāi)發(fā)25-26
• 2.3 三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制26-36
• 2.3.1 單軸運(yùn)動(dòng)控制26-28
• 2.3.2 插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)控制28-32
• 2.3.3 復(fù)雜軌跡運(yùn)動(dòng)控制32-36
• 2.4 激光燒結(jié)控制36-41
• 2.4.1 “點(diǎn)燒結(jié)”模塊控制36-38
• 2.4.2 “線燒結(jié)”模塊控制38-39
• 2.4.3 “面燒結(jié)”模塊控制39-41
• 2.5 本章小結(jié)41-42
• 3 HAP燒結(jié)性能改善的實(shí)驗(yàn)研究42-60
• 3.1 燒結(jié)樣的制備與性能表征42-44
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料的性能參數(shù)42
• 3.1.2 燒結(jié)樣的制備42-43
• 3.1.3 燒結(jié)樣的微結(jié)構(gòu)與性能測(cè)試43-44
• 3.2 添加少量PLLA改善HAP燒結(jié)性能的工藝規(guī)律44-56
• 3.2.1 原始粉末的形貌與微結(jié)構(gòu)組成44-47
• 3.2.2 PLLA含量對(duì)燒結(jié)樣微結(jié)構(gòu)與性能的影響規(guī)律47-51
• 3.2.3 激光能量密度對(duì)燒結(jié)樣微結(jié)構(gòu)與性能的影響規(guī)律51-56
• 3.3 添加少量PLLA改善HAP燒結(jié)性能的作用機(jī)理56-59
• 3.3.1 HAP粉末的激光燒結(jié)過(guò)程與相關(guān)機(jī)理56-57
• 3.3.2 HAP粉末的激光燒結(jié)性能分析57
• 3.3.3 粉末的液相燒結(jié)過(guò)程與相關(guān)機(jī)理57-58
• 3.3.4 HAP粉末燒結(jié)性能改善的機(jī)理分析58-59
• 3.4 本章小結(jié)59-60
• 4 結(jié)論與展望60-62
• 4.1 全文總結(jié)60-61
• 4.2 工作展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 攻讀學(xué)位期間主要的研究成果目錄68-70
• 致謝70

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

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本文編號(hào)：615241