金属生物材料支架的微结构拓扑优化设计及选区激光熔化制造

• 作者: 杨永强 王迪 罗子艺 肖冬明 苏旭彬
• 来源期刊: 中国有色金属学报（英文版）
• 关键词: 拓扑优化 选区激光熔化 微结构 金属生物材料支架
• 年，卷（期）: 2012,（10）
• 页码范围: 2554-2561
• 页数: 8页
• 字数: 723字
• 语种: 英文
• DOI: 10.1016/S1003-6326(11)61500-8

摘要

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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杨永强	华南理工大学机械与汽车工程学院	127	1716	22.0	36.0
2	王迪	华南理工大学机械与汽车工程学院	59	563	14.0	22.0
3	肖冬明	华南理工大学机械与汽车工程学院	11	57	4.0	7.0
5	苏旭彬	华南理工大学材料科学与工程学院	12	118	6.0	10.0
6	罗子艺		2	17	1.0	2.0