中国有色金属学报（英文版）
中國有色金屬學報（英文版）
중국유색금속학보（영문판）
TRANSACTIONS OF NONFERROUS METALS SOCIETY OF CHINA
2012年
10期
2554-2561
,共8页
肖冬明%杨永强%苏旭彬%王迪%罗子艺
肖鼕明%楊永彊%囌旭彬%王迪%囉子藝
초동명%양영강%소욱빈%왕적%라자예
拓扑优化%选区激光熔化%微结构%金属生物材料支架
拓撲優化%選區激光鎔化%微結構%金屬生物材料支架
탁복우화%선구격광용화%미결구%금속생물재료지가
topology optimization%selective laser melting (SLM)%microstructure%metallic biomaterial scaffolds
生物材料支架的精确设计和制造是骨组织工程系统研究的基础.生物材料支架应该同时满足大孔隙率和与骨组织匹配的力学性能要求.这两个目标相互制约,大的孔隙率会降低其力学性能.利用拓扑优化的方法,在体积分数的约束下,寻求刚度最大的最优材料分布微结构.建立算法,得到了不同体积分数的2D和3D最优微结构,并提取3D拓扑优化的结果,然后将其转化为STL格式的CAD模型文件.微结构在三维方向整列成支架结构,通过选区激光熔化方法制造30％(体积分数)的Ti支架样品.从SEM图像看出,支架样品的结构和孔径与CAD模型基本一致,500 μm微结构单元的平均孔径为231 μm.复杂形状金属生物材料支架的精确制造证实了选区激光熔化技术在金属生物医学材料制造中的可行性.
生物材料支架的精確設計和製造是骨組織工程繫統研究的基礎.生物材料支架應該同時滿足大孔隙率和與骨組織匹配的力學性能要求.這兩箇目標相互製約,大的孔隙率會降低其力學性能.利用拓撲優化的方法,在體積分數的約束下,尋求剛度最大的最優材料分佈微結構.建立算法,得到瞭不同體積分數的2D和3D最優微結構,併提取3D拓撲優化的結果,然後將其轉化為STL格式的CAD模型文件.微結構在三維方嚮整列成支架結構,通過選區激光鎔化方法製造30％(體積分數)的Ti支架樣品.從SEM圖像看齣,支架樣品的結構和孔徑與CAD模型基本一緻,500 μm微結構單元的平均孔徑為231 μm.複雜形狀金屬生物材料支架的精確製造證實瞭選區激光鎔化技術在金屬生物醫學材料製造中的可行性.
생물재료지가적정학설계화제조시골조직공정계통연구적기출.생물재료지가응해동시만족대공극솔화여골조직필배적역학성능요구.저량개목표상호제약,대적공극솔회강저기역학성능.이용탁복우화적방법,재체적분수적약속하,심구강도최대적최우재료분포미결구.건립산법,득도료불동체적분수적2D화3D최우미결구,병제취3D탁복우화적결과,연후장기전화위STL격식적CAD모형문건.미결구재삼유방향정렬성지가결구,통과선구격광용화방법제조30％(체적분수)적Ti지가양품.종SEM도상간출,지가양품적결구화공경여CAD모형기본일치,500 μm미결구단원적평균공경위231 μm.복잡형상금속생물재료지가적정학제조증실료선구격광용화기술재금속생물의학재료제조중적가행성.
