醫(yī)用鈦合金電解加工過程數(shù)值模擬與工藝優(yōu)化研究.pdf

1、隨著醫(yī)療水平的提高，醫(yī)生們采用外科植入物例如接骨板、接骨螺釘?shù)葘⒐钦蹟喽寺?lián)接起來，便于患處更好的復位，創(chuàng)傷部位更快的復原，為患者更快的解決痛苦。由此可見，醫(yī)療行業(yè)在人口眾多的中國非常具有發(fā)展?jié)摿Α?br>　　鈦合金材料，以其優(yōu)異的綜合機械性能，成為了外科植入物制造領(lǐng)域最常用到的金屬材料之一。但是鈦合金材料的彈性模量小、強度高、塑性低、化學活性高、導熱率低，采用傳統(tǒng)的機械加工方式很難制造出高質(zhì)量產(chǎn)品。我國目前在加工該類產(chǎn)品時，通常都是選用

2、國外進口刀具，造成了外科植入物醫(yī)療器械的成本居高不下。
　　針對上述問題，我們擬采用特種加工技術(shù)電解加工的方式對醫(yī)用鈦合金材料進行加工，以期得到更好的成型效果和表面質(zhì)量。本文針對目前鈦合金電解加工的現(xiàn)狀，對電解加工過程進行數(shù)值模擬，以及對電解液參數(shù)和加工參數(shù)進行研究，主要的研究內(nèi)容如下：
　　（1）通過COMSOL Multiphysics分別對醫(yī)用鈦合金電解加工微孔/坑和圓柱體進行仿真。在對微孔/坑的仿真中，通過對傳統(tǒng)陰極

3、與縮進陰極的耦合場的分析，確定最后的電導率和電流密度變化及其影響；電解加工圓柱體仿真，驗證陰極設(shè)計以及加工工藝參數(shù)的合理性。
　?。?）設(shè)計了醫(yī)用鈦合金材料電解加工工藝參數(shù)優(yōu)選試驗，通過一系列試驗確定了適合醫(yī)用鈦合金電解加工工藝參數(shù)；設(shè)計制造了電解加工鈦合金拉伸試樣適用的陰極，通過流道設(shè)計優(yōu)化達到均勻流場的作用，以獲得更好的加工效果和表面質(zhì)量。
　?。?）設(shè)計了醫(yī)用鈦合金材料電解加工時電解液優(yōu)選試驗，確定適合醫(yī)用鈦合金電解加