Xem trước tài liệu

Đang tải tài liệu...

Thông tin chi tiết tài liệu

Định dạng: PDF
Số trang: 109 trang
Dung lượng: 970 KB

Giới thiệu nội dung

Topological Design Of Porous Titanium Alloy Scaffolds For Additive Manufacturing Of Orthopaedic Implant Applications

Tác giả: Li Yuan

Lĩnh vực: Kỹ thuật Y sinh, Khoa học Vật liệu

Nội dung tài liệu:

Nghiên cứu này tập trung vào việc thiết kế cấu trúc tôpô cho các giàn giáo hợp kim titan xốp nhằm ứng dụng trong sản xuất cấy ghép chỉnh hình bằng công nghệ sản xuất bồi đắp (additive manufacturing – AM). Giàn giáo titan xốp mới với kiến trúc mô phỏng xương người được phát triển để điều chỉnh mô đun đàn hồi, đáp ứng các yêu cầu khác nhau. Cấu trúc xốp cung cấp hỗ trợ cần thiết cho sự tăng sinh tế bào và duy trì chức năng biệt hóa, định hình nên cấu trúc xương mới. Nghiên cứu bao gồm tổng hợp các công nghệ tiên tiến và các vấn đề quan trọng liên quan đến vật liệu xốp y sinh, đặc biệt là các cấu trúc bề mặt tối thiểu tuần hoàn ba chiều (TPMS), với trọng tâm là cấu trúc gyroid. Phân tích mô hình ba chiều của cấu trúc gyroid (ô đơn vị và giàn giáo nhỏ) được thực hiện để phân tích sâu hơn về thiết kế. Để giải quyết vấn đề mô đun đàn hồi cao của titan, các giàn giáo ô đơn vị dựa trên mạng lưới 3mm và giàn giáo quy mô nhỏ được phân tích về hành vi cơ học. Các mô hình được tối ưu hóa để đánh giá mô đun Young, đáp ứng yêu cầu cụ thể. Ngoài ra, một cấu trúc tế bào mở dạng khối 3mm được phát triển làm nhóm so sánh trong mô phỏng. Nghiên cứu cũng điều tra các hành vi cơ học của giàn giáo hợp kim titan được chế tạo bằng phương pháp nóng chảy laser chọn lọc (SLM) với các hình dạng khác nhau, phân tích đặc tính cơ học bằng phương pháp phần tử hữu hạn. Ảnh hưởng của kích thước ô lên hành vi cơ học của các giànáo khác nhau được xem xét, làm nguyên tắc cho việc tối ưu hóa thiết kế giàn giáo. Quy trình chế tạo giàn giáo và ảnh hưởng của các thông số khác nhau đến chất lượng và hiệu suất của giàn giáo sau khi thiêu kết cũng được điều tra.

Mục lục chi tiết:

  • Tuyên bố
  • Lời cảm ơn
  • Danh mục Hình vẽ
  • Danh mục Thuật ngữ
  • Tóm tắt
  • Chương 1: Giới thiệu
    • 1.1 Bối cảnh
    • 1.2 Phạm vi Nghiên cứu
    • 1.3 Câu hỏi Nghiên cứu
    • 1.4 Mục tiêu, Đổi mới và Đóng góp Nghiên cứu
  • Chương 2: Tổng quan Tài liệu
    • 2.1 Đặc tính liên quan đến sinh học
    • 2.2 Cấu trúc xốp và độ rỗng của vật liệu cấy ghép
    • 2.3 Tổng quan về sản xuất bồi đắp (AM)
    • 2.4 Tóm tắt
  • Chương 3: Thiết kế và Mô hình hóa Cấu trúc
    • 3.1 Cấu trúc bề mặt tối thiểu tuần hoàn ba chiều (TPMS)
    • 3.2 Mô hình hóa và quy trình cấu trúc Gyroid 3D
    • 3.3 Tóm tắt
  • Chương 4: Phân tích Cấu trúc
    • 4.1 Chuẩn bị mô hình cho phân tích phần tử hữu hạn và các lý thuyết cơ bản
    • 4.2 Phân tích mô đun Young
    • 4.3 Phân tích thêm về giàn giáo Gyroid và khối lập phương được giới thiệu
    • 4.4 Tóm tắt
  • Chương 5: Kết luận
  • Tài liệu tham khảo
  • Phụ lục