eng
Выпуск #8/2025
И. А. Полозов, В. А. Нефедова, А. М. Золотарев, А. А. Попович
Влияние параметров процесса селективного лазерного плавления на пористость и свойства титановых функционально-градиентных имплантатов
Влияние параметров процесса селективного лазерного плавления на пористость и свойства титановых функционально-градиентных имплантатов
Просмотры: 102
DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2025.19.8.596.607
В работе представлены результаты исследований по разработке и оптимизации новых биомедицинских титановых сплавов и трехмерных решетчатых структур на основе тройных периодических минимальных поверхностей (TPMS) для применения в ортопедических имплантатах. Систематическое варьирование мощности лазера и скорости сканирования при процессе селективного лазерного плавления позволило установить оптимальные режимы обработки сплавов Ti‑13Nb‑13Zr‑5Cu, Ti‑10Ta‑2Nb‑2Zr и Ti‑15Ta и достичь высокой плотности материала и благоприятных механических свойств. Установлено, что сплав Ti‑13Nb‑13Zr‑5Cu обладает наибольшей прочностью, тогда как сплавы на основе тантала характеризуются более низким модулем упругости и повышенной пластичностью. Изучение TPMS-структур (гироид, шварц, сплит) при различной объемной доле показало возможность регулирования модуля упругости и прочности конструкций до уровня костной ткани. На основе полученных данных разработан прототип функционально-градиентного протеза тазобедренного сустава, обеспечивающий оптимальное распределение напряжений и улучшенные биомеханические свойства.
Теги: functionally graded implants hip prosthesis mechanical properties selective laser melting titanium alloys механические свойства протез тазобедренного сустава селективное лазерное плавление титановые сплавы функционально-градиентные имплантаты
Подпишитесь на журнал, чтобы прочитать полную версию статьи.
В работе представлены результаты исследований по разработке и оптимизации новых биомедицинских титановых сплавов и трехмерных решетчатых структур на основе тройных периодических минимальных поверхностей (TPMS) для применения в ортопедических имплантатах. Систематическое варьирование мощности лазера и скорости сканирования при процессе селективного лазерного плавления позволило установить оптимальные режимы обработки сплавов Ti‑13Nb‑13Zr‑5Cu, Ti‑10Ta‑2Nb‑2Zr и Ti‑15Ta и достичь высокой плотности материала и благоприятных механических свойств. Установлено, что сплав Ti‑13Nb‑13Zr‑5Cu обладает наибольшей прочностью, тогда как сплавы на основе тантала характеризуются более низким модулем упругости и повышенной пластичностью. Изучение TPMS-структур (гироид, шварц, сплит) при различной объемной доле показало возможность регулирования модуля упругости и прочности конструкций до уровня костной ткани. На основе полученных данных разработан прототип функционально-градиентного протеза тазобедренного сустава, обеспечивающий оптимальное распределение напряжений и улучшенные биомеханические свойства.
Теги: functionally graded implants hip prosthesis mechanical properties selective laser melting titanium alloys механические свойства протез тазобедренного сустава селективное лазерное плавление титановые сплавы функционально-градиентные имплантаты
Подпишитесь на журнал, чтобы прочитать полную версию статьи.
Отзывы читателей
