基于3D打印模具設計制備鎳鈦合金及鈷鉻鉬合金醫(yī)學植入材料的工藝和材料學研究.pdf

1、背景:近年來3D打印技術飛速發(fā)展并日趨成熟，并且初步運用于臨床，NiTi合金和Co-Cr-Mo合金是兩種十分安全的醫(yī)學植入材料，已經(jīng)應用于臨床數(shù)十年。但目前直接使用3D打印制造植入件器材，成本高、效率低并且實際效果一般，只適用于科研。
　　目的:將3D打印與自蔓延技術及3D打印與精密鑄造相融合，開發(fā)一套低成本、高效率的植入零件數(shù)字化制造工藝。包括人體圖像采集、三維圖像處理、模具設計、聚乙烯模具3D打印成形，以及植入件的自蔓延反應燒

2、結和精密鑄造成形方法，并研究用此種方法制備的醫(yī)學植入合金的材料性能，為用3D打印技術制備醫(yī)用植入零件探索新的途徑。
　　方法:1、用湘雅醫(yī)院Aquilion One TSX-301A型號CT機掃描人體CT圖像文件，通過mimics10.0軟件合成設計截取部分骨關節(jié)的電腦3D文件，并設計相應的模具3D打印文件，并摸索設計流程、打印流程等相關的適宜工藝參數(shù)。
　　2、根據(jù)此文件制作出高精度的聚乙烯模具，用其翻模后，用不同壓力，將

3、按一定比例混勻的Ni粉和Ti粉末壓制成坯。然后，用NiTi自蔓延反應工藝燒結成多孔材料。系統(tǒng)地研究了其彈性模量、強度、空隙大小和孔隙率等各指標與壓坯壓力、燒結方法之間的關系。
　　3、用三維打印的聚乙烯醇模具作為消失模，同時運用三維打印模具翻模制備傳統(tǒng)石蠟消失模，運用硅酸乙酯制殼法在高頻真空感應爐中澆鑄制備Co-Cr-Mo合金植入件，對比兩者從外觀到機械性能等一些列參數(shù)。
　　結果:1、運用本研究設計并總結出的從CT及一些列

4、電腦軟件的后處理方法可以較為簡便的采集、處理并設計臨床實際工作所需要的定制化材料的三維打印電腦模型文件，摸索了一套較為可行簡便的操作方法。
　　2、運用三維打印模具（規(guī)則圓柱體）壓制鎳鈦粉末，采用熱爆式自蔓延法備出的鎳鈦合金的彈性模量、拉伸壓縮強度等一些列指標基本滿足骨科替代材料要求，適用于制備較為規(guī)則形狀的定制化植入金屬。
　　3、運用3D打印的聚乙烯醇模具作為消失模與傳統(tǒng)石蠟消失模所鑄造的鈷鉻鉬合金試件在力學性能和微觀結