SLM成形不同孔隙结构骨支架的仿真与实验研究

• 作者: 孙海波 徐淑波 张森 李阳 任国成 景财年
• 来源期刊: 精密成形工程
• 学科: 工学
• 关键词: 选择性激光熔化 多孔支架 有限元模拟 孔隙率
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 应用技术|Applied Technology
• 页码范围: 123-128
• 页数: 6页
• 分类号: TB303
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-6457.2022.02.019

摘要

目的 确定多孔骨骼支架的最佳结构及孔隙率.方法 建立不同孔隙率、不同结构的18个多孔支架模型,通过有限元对多孔支架分别进行应力、应变模拟分析,通过选择性激光熔化(SLM)技术制备A,B,C这3种不同结构、孔隙率范围相近(65％～90％)、支架直径相同(300μm)的多孔316L支架.通过压缩试验、微观组织分析、X射线衍射试验(XRD)对不同多孔支架进行表面微观组织分析及力学性能研究.通过有限元模拟获得适用于人体皮质骨及松质骨的不同多孔支架结构及孔隙率.结果 A类结构孔隙率为90％的多孔骨骼支架弹性模量为7.5 GPa,抗压强度为11.62 MPa,与人体松质骨相吻合;B类结构孔隙率为80％的多孔骨骼支架弹性模量为18.9 GPa,抗压强度为127.01 MPa,与皮质骨相吻合.结论 通过模拟及试验,确定了适用于不同骨骼部位的最佳结构及孔隙率,并且多孔结构有利于营养物质及血液的运输,保证了骨骼替代物的生物力学性能,有助于患者的康复.