作者单位
摘要
1 华南理工大学 机械与汽车工程学院,广东 广州 510640
2 北京大学第三医院 运动医学研究所,北京 100083
研究了基于数字化3D技术的全膝置换股骨假体再设计并通过激光选区熔化(SLM) 技术直接制造了股骨假体, 以满足医学上对全膝置换股骨假体的高适配性要求。对一名患者的全膝关节CT连续断层图像提取股骨3D模型,根据骨科医生手术规划进行了数字化3D解剖与测量,并据此对目前商业化的假体进行了重新设计。然后,利用SLM技术直接制造了再设计完成的3D股骨假体模型,并讨论了制造工艺参数、机械性能、空间优化摆放位置以及成型精度等关键技术。实验结果显示:依据患者股骨远端解剖参数可完成股骨假体的3D模型再设计并可利用SLM技术直接制造出股骨假体,单个股骨假体成型时间为5.2 h,成型精度标准偏差为0.030 mm,成型致密度达到99.02%;热处理后成型性能优于美国实验材料学会(ASTM) F75的铸造标准。得到的结果表明该项技术可以快速制造完成患者所需要的股骨假体,且成型性能优良。
数字化3D技术 增材制造 激光选区熔化 股骨假体 成型性能 digital 3D technology additive manufacturing Selective Laser Melting(SLM) femoral component manufacturing property 
光学 精密工程
2014, 22(8): 2117
作者单位
摘要
1 华南理工大学机械与汽车工程学院, 广东 广州 510640
2 北京大学第三医院运动医学研究所, 北京 100083
对CoCrMo合金激光选区熔化(SLM)直接制造成型工艺进行了研究,以便探索使用CoCrMo材料的个性化医用产品的更优化工艺。使用华南理工大学自主研发的Di-Metal100型SLM设备,在使用满足ASTM F75要求的CoCrMo合金进行SLM增材制造过程中,对激光功率、扫描速度、扫描间距3个关键工艺参数进行了工艺验证与分析,以便获得高致密度成型工艺参数,并对此工艺参数下成型件的性能进行测试。结果显示,在激光功率为170 W,扫描间距为0.08 mm,扫描速度为500 mm/s时获得致密度为99.02%, 此时CoCrMo合金SLM直接制造样件的抗拉强度、屈服强度σ0.2以及洛氏硬度均高于ASTM F75铸造标准,延伸率略低。通过对CoCrMo合金SLM增才制造工艺的优化,可以制造出性能上能够满足医用产品指标的CoCrMo合金个性化医用产品,从而为CoCrMo合金SLM个性化直接制造应用提供重要参考。
激光技术 增材制造 激光选区熔化 CoCrMo合金 致密度 成型性能 
中国激光
2014, 41(6): 0603001

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