增材制造俗称3D打印, 融合了计算机辅助设计和材料加工与成形技术。它以数字模型文件为基础, 利用软件与数控系统将各种材料通过挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积, 最终制造出实体物品。相对于传统的对原材料进行切削和组装的加工模式, 增材制造是一种“自下而上”材料累加的制造方法, 使得受传统制造方式约束因而无法实现的复杂结构件的制造成为可能。激光3D打印是众多3D打印技术中的一类, 用激光作为烧结、熔融、光固化的光热源, 发挥了激光的指向性、高亮度、可聚焦等优势。
激光与光电子学进展
2018, 55(1): 011400
华中科技大学武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430074
随着轻量化、结构功能一体化的强劲需求, 高强铝合金复杂精密零件在航天航空等领域应用广泛, 但因其焊接性能和铸造性能差, 传统加工方法难以制备。激光选区熔化成形(SLM)技术是制备该类零件的最有前景的新方法。高强铝合金对激光吸收率低、热导率高、易氧化、含大量易烧损合金元素, 有很强的热裂倾向, 成形难度极大, 因此目前其SLM成形技术远落后于其他材料。但是由于其广阔的应用前景, 近几年发展迅速。总结了国内外高强铝合金激光选区熔化成形的研究现状、发展趋势及存在的主要问题。
激光技术 激光选区熔化 高强铝合金 热裂纹 异质形核 激光与光电子学进展
2018, 55(1): 011402
北京工业大学北京市数字化医疗3D打印工程技术研究中心, 北京 100124
综述了近年来3D打印在骨科中的应用和研究的几个层次：3D打印出用于术前模拟手术的模型, 可以形象直观地制定手术方案, 省去手术中多余的步骤, 减少手术时间和风险, 减轻医生的劳动强度；3D打印出基于计算机辅助设计、实现精准化手术的医疗导板和量身定做的植入物, 利用医疗导板可保证手术位置、方向及角度的准确性, 并提高手术的安全性和可预见性；个性化3D打印植入物能更好地满足患者的需要, 但在进入临床前仍面临政策上的挑战。与国外技术相比较, 我国在骨科3D打印方面还存在一定差距, 通过分析指明了我国需要着重发展的技术和对策。最后, 对3D打印在骨科上的应用进行了展望。
激光技术 3D打印 骨科 植入体 激光与光电子学进展
2018, 55(1): 011412
