摘要：为了研究在激光熔覆过程中不同的扫描方式对薄壁圆筒变形的影响,实验通过在熔覆过程中利用传感器测量指定位置的动态变形过程和三坐标测量最终变形数值的方式,分析圆筒不同点位数值变化和熔覆圆筒自由端面的形变情况。结果表明,在单向熔覆扫描方式中,平行轴扫描径向整体变形小于周向扫描,轴向变形是圆周扫描的1/5。连续扫描中周向扫描的径向变形靠近自由端变形大于平行轴扫描,远离自由端变形小于平行轴扫描,轴向最终变形程度比平行轴大28.5%。周向扫描的方向性对于轴向上的变形无明显差别,主要区别在径向上的变形。该研究结果对熔覆在薄壁圆筒件上的变形具有一定的参考意义。

摘要：人工神经导管是用来修复受损周围神经的理想材料,其结构主要有中空型、非定向内部填充型以及含定向沟槽或通道型等,不同的结构设计其制造方法各异。对不同人工神经导管的结构设计及其制造方法进行对比分析及综述,介绍了定向结构人工神经导管的特点及优势,并对未来制备人工神经导管的发展前景进行展望。

摘要：人工骨支架植入人体后主要为细胞提供支撑作用。3D打印技术的出现为组织工程化人工骨支架结构的设计、制造与优化提供了新的方法。为研究磷酸钙骨水泥(Calcium Phosphate Cement,CPC)人工骨支架的微孔分布及孔隙率与力学性能的关系,设计了3种不同主流道模型,并在原始模型的基础上对微孔道进行了细化,分别建立这些具有不同孔隙率的支架结构模型,采用Ansys Workbench对这些模型进行有限元分析,提取各个模型的最大等效应力和最大总变形,综合分析支架微孔的分布及孔隙率与上述参数的关系。结果显示,支架的力学性能与微孔道的分布有着紧密的关系,对于同种模型,随着孔隙率的增大,支架的最大总变形呈递增趋势,但不同模型的上述参数对孔隙率的敏感性存在一定的区别。分析结果为后续通过3D打印技术制备生物陶瓷人工骨支架提供了参考依据。

摘要：提出一种静电纺丝和3D打印结合制备神经导管的新方法,其中对3D打印法制备多通道神经导管的工艺进行了研究。设计正交试验分析了3D打印参数对打印线高线宽及打印质量的影响主次关系,得到了多通道神经导管的3D打印最优参数,在最优参数下,通过静电纺丝和3D打印结合的方法制备了多通道神经导管。结果表明喷头内径0.25mm、扫描速度6mm/s和送料速比0.004为最优参数,且通过分析对线高线宽影响最大的是送料速比,其次是喷头内径,最后是扫描速度;而对均匀度影响最大的是送料速比,其次是扫描速度,喷头内径对偏差的影响最小。

摘要：这里研究了FDM式3D打印PLA/HA复合材料的力学性能。以羟基磷灰石(HA)在聚乳酸(PLA)基体中的含量分别为0,5%,10%,20%和30%的PLA/HA复合材料丝材作为实验原料,使用FDM式3D打印机以往复扫描和交叉扫描两种3D打印扫描方式分别打印具有不同HA含量的拉伸和三点弯曲试件,然后对试件进行力学性能测试。结果表明,采用交叉扫描方式打印,且HA含量为10%时,试件的抗拉强度最大,为54.90MPa。采用往复扫描方式,HA含量为10%时,试件的抗弯强度最大,为96.32MPa。在HA含量相同条件下,采用往复扫描方式制备试件的抗弯强度总是高于交叉扫描方式制备试件的抗弯强度。

摘要：这里采用熔融沉积式(FDM)3D打印机进行人工神经导管的制备,通过对成型的人工神经导管的管壁的缝隙、壁厚、线宽及表面质量等外观形貌进行分析,研究了送丝速率、芯轴转动速率、喷嘴移动速度的配比关系对人工神经导管成型精度的影响,得到了优化的工艺参数设定区间。在打印直线通道时送丝速率与喷嘴速度在配比i_(1)范围在100:1~500:1时出丝正常,线高线宽变化平稳。在打印螺旋线管壁时,喷头的移动速率与主轴的转动速率间的相互匹配关i2主要影响出丝线宽。在i_(2)=1:14~1:20时出丝线宽均匀,其在打印管壁时达到无缝融合;送丝速率与喷头移动速度i3的匹配关系主要影响神经导管的壁厚,i_(3)=18:1~35:1壁厚逐渐减小,且避免了由于挤出材料过多致使在打印过程中形成了材料堆积,螺线管的外表面质量较差,厚度不均匀等现象。结果表明在上述参数范围内可以加工出的人工神经导管壁厚小,表面质量好。

摘要：为了研究成型温度对3D打印人工神经导管工艺精度影响,利用FDM式3D打印机,在不同温度下进行人工多通道周围神经导管的制备。通过对实验中挤出材料的温度变化进行采集分析,并利用显微镜对成型的人工神经导管进行外观形貌分析,观察并测量了管壁的缝隙壁厚、线宽、表面质量等。实验结果表明丝材挤出后,距针头出口距离小于0.5mm时材料温度下降(8~26)℃之间,当温度控制器设定在(120~160)时挤出材料在芯轴上冷却到PCL熔点的时间在(0.6~0.8)s之间,(130~160)℃区间时打印的神经导管壁厚平均值在最小范围且趋势更加平滑稳定,单层神经导管横截面呈显圆滑外轮廓,相邻圈间无缝融合,当温度小于160℃时管壁外表面最高点与最低点平均值差值小于60μm神经导管成型精度好。因此得出(130~160)℃区间适合打印,实验一般选用145℃。

摘要：利用计算机辅助设计技术,逆向工程技术和有限元分析技术针对锁定型接骨板固定股骨干骨折的生物力学特性进行了研究。分析了接骨板长度,螺钉数量以及螺钉分布对接骨板的变形和应力的影响规律。研究结果表明:接骨板的长度对内固定系统的力学性能有显著影响,长接骨板的安全性高于短接骨板;接骨板在骨折断口上侧的变形较大,而且最大值位于距断口最近的螺钉孔处;骨折断口两侧距断口最近的螺钉对接骨板系统的变形和应力的影响远高于其他螺钉,断口上侧的螺钉的应力值比下侧的应力值大,疲劳断裂的可能性更大;对于锁定型接骨板固定股骨干骨折的治疗方案,双皮质长螺钉和单皮质短螺钉的差别不明显。

摘要：针对挤出式FDM 3D打印喷头结构进行优化设计。采用数值模拟方法,建立了喷头有限元分析模型,分析了不同的加热套材料、不同加热棒数量、不同材料腔直径对喷头温度分布的影响规律,确定了优化的结构,并制作挤出式FDM3D打印喷头。用红外热像仪对喷头温度分布进行了测量,喷嘴处实测温度和模拟温度偏差为0.59℃,推杆与材料腔的配合间隙在预测范围之内。在150℃加热条件下采用PCL(聚己内酯)颗粒材料进行挤出测试,出丝过程连续、均匀、推杆上下运动灵活、材料腔内没有材料溢出,推杆及材料腔的配合间隙满足设计要求。

摘要：为了提高3D打印聚醚醚酮(PEEK)人工骨与人骨力学性能匹配度,同时改善PEEK材料生物活性,使用羟基磷灰石(HA)增强生物活性的PEEK丝材,对熔融沉积成型(FDM)PEEK/HA复合材料的成型参数进行了优化。设计了正交试验,对填充方向、打印速度、分层厚度和打印温度等重要因素对试样力学性能的影响规律进行了研究。采用三维全场应变测量分析系统对试样在力学试验中的应变场进行测量,采用微米X射线三维成像系统对试样内部缺陷进行分析,得到了各因素对试样力学性能的影响规律,获得了优化打印参数,并通过细胞黏附与增殖试验验证了PEEK/HA材料的生物相容性。试验结果表明:各因素对拉伸强度的影响程度由大到小依次为打印速度、填充方向、分层厚度、打印温度,最大拉伸强度为69.63 MPa;对弯曲强度的影响程度由大到小依次为填充方向、打印速度、分层厚度、打印温度,最大弯曲强度为99.5 MPa。优化参数打印的PEEK/HA试样的力学性能与人皮质骨相当,且具备了良好的生物活性。