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TiAlSiN/CrAlSiN纳米多层涂层刀具干切削TC4钛合金切削性能
1
作者 刘杰 华俊芳 +2 位作者 段慧珍 易根苗 邓欣 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期103-109,共7页
钛合金因其化学活性和切削高温引起刀具磨损严重。刀具表面施加涂层是有效地延长刀具服役时间的方法。借助PVD阴极电弧蒸发技术,使用TiAlSi靶和CrAlSi靶交替叠加制成TiAlSiN/CrAlSiN纳米多层涂层刀具,并使用这种刀具分别切削常规钛合金... 钛合金因其化学活性和切削高温引起刀具磨损严重。刀具表面施加涂层是有效地延长刀具服役时间的方法。借助PVD阴极电弧蒸发技术,使用TiAlSi靶和CrAlSi靶交替叠加制成TiAlSiN/CrAlSiN纳米多层涂层刀具,并使用这种刀具分别切削常规钛合金和3D打印钛合金。所制成的TiAlSiN/CrAlSiN纳米多层涂层表现了较高的硬度;切削钛合金时,刀具的磨损形式表现为涂层剥离,前刀面月牙洼,后刀面均匀磨损和刀尖崩刃。引起刀具磨损的主因是粘结,其次是高温氧化。三个切削用量中,切削速度对切削力和切削温度的影响要远大于切削深度和进给量对二者的影响。与常规TC4相比,3D打印TC4因伸长率和硬度下降,弹性模量提高促使切削温度和切削力均低于常规TC4,刀具寿命相应的延长。 展开更多
关键词 纳米多层涂层 TiAlSiN/CrAlSiN 刀具磨损 钛合金 3D打印钛合金
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3D打印生物医用多孔钛合金骨植入物表面微纳结构活性层制备及其抑菌性能研究
2
作者 杨桂军 刘厚江 +1 位作者 刘天盛 何芳 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1289-1297,共9页
钛合金骨植入物在骨科临床中得到了越来越广泛的应用,但其较高的弹性模量、较差的抑菌性能及固有的生物惰性等易造成应力遮挡、术后感染以及松动等问题,从而对术后恢复造成较大负面影响.针对这些问题,本研究以3D打印技术获得的力学性能... 钛合金骨植入物在骨科临床中得到了越来越广泛的应用,但其较高的弹性模量、较差的抑菌性能及固有的生物惰性等易造成应力遮挡、术后感染以及松动等问题,从而对术后恢复造成较大负面影响.针对这些问题,本研究以3D打印技术获得的力学性能优异的多孔Ti-6Al-4V合金骨植入材料为研究对象,通过阳极氧化工艺在植入物材料表面制得TiO_(2)微纳结构活性层,并通过光还原的方法负载纳米银颗粒,在对其进行结构优化的基础上深入探讨其结构与亲水性、耐蚀性、抑菌性之间的关系.研究结果表明:3D打印多孔钛合金通过两次阳极氧化可在其表面生成规整TiO_(2)微纳结构活性层,显著提高了骨植入材料的生物活性和在模拟体液中的耐蚀性,负载微量的Ag纳米颗粒后亲水性变化不大,但抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌黏附和增值的效果显著.本研究对3D打印生物医用多孔钛合金骨植入物的开发与实际应用提供了重要参考. 展开更多
关键词 3D打印多孔钛合金 二次阳极氧化 TiO2微纳结构 载银 抑菌
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硅酸钙及硅酸钠浓度对钛合金表面生物活性涂层的影响 被引量：3
3
作者 何代华 朱威 +1 位作者 刘翔 刘平 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期148-156,共9页
使用微弧氧化技术,在恒压工作模式下,脉冲电压400 V,脉冲频率600 Hz,占空比15%,氧化时间10 min,电解液由CaSiO3,Na2SiO3·9H2O,EDTA-2Na和K2HPO4·3H2O组成,以不同浓度(0.0835-0.15 mol/L)的CaSiO3及不同浓度(0-0.06 mol/L)的Na... 使用微弧氧化技术,在恒压工作模式下,脉冲电压400 V,脉冲频率600 Hz,占空比15%,氧化时间10 min,电解液由CaSiO3,Na2SiO3·9H2O,EDTA-2Na和K2HPO4·3H2O组成,以不同浓度(0.0835-0.15 mol/L)的CaSiO3及不同浓度(0-0.06 mol/L)的Na2SiO3·9H2O,在3D打印基体钛片表面制备生物活性涂层。利用扫描电子显微镜、能谱仪、电化学工作站、涡流膜厚仪、Image-Pro Plus 6.0、轮廓仪、划痕仪等对涂层进行结构、性能及微观形貌表征,研究CaSiO3和Na2SiO3·9H2O浓度对涂层的影响。结果表明:随着CaSiO3浓度的增加,涂层厚度、粗糙度、微孔孔径及孔隙率、涂层钙磷元素比逐渐增大,耐腐蚀性能及膜基结合力变差;随着Na2SiO3·9H2O浓度的增加,涂层孔隙率及孔径先增大后减小,涂层厚度、粗糙度、涂层钙磷元素比逐渐增大,膜基结合效果和耐腐蚀性先变差后变好。当CaSiO3和Na2SiO3·9H2O的浓度分别为0.15 mol/L和0.015 mol/L时,涂层的性能最佳。 展开更多
关键词 3D打印钛合金 微弧氧化 硅酸钙 硅酸钠 生物活性涂层
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三维扫描技术在大型钛合金件余量检测的应用研究
4
作者 李俊文 崔鑫 +2 位作者 郭东亮 王杨 杨昊 《制造技术与机床》 北大核心 2023年第6期152-156,共5页
针对大型3D打印钛合金件加工余量检测、协调困难的技术问题,采用新的三维扫描技术准确地对毛坯进行了扫描对比,得到了其余量分布结果,并根据余量分布结果实现了对毛坯的粗加工余量协调,高效地解决毛坯余量差异大、局部余量较小的余量协... 针对大型3D打印钛合金件加工余量检测、协调困难的技术问题,采用新的三维扫描技术准确地对毛坯进行了扫描对比,得到了其余量分布结果,并根据余量分布结果实现了对毛坯的粗加工余量协调,高效地解决毛坯余量差异大、局部余量较小的余量协调问题,为不规则、大型结构件的余量检测分析提供了重要技术支持。 展开更多
关键词 三维扫描技术 3D打印钛合金 余量检测 协调均匀
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3D打印钛合金钻削性能试验研究 被引量：1
5
作者 马超 高铭 +3 位作者 孙小峰 谢中亚 明伟伟 陈明 《工具技术》 2018年第7期21-23,共3页
钛合金由于其比强度高、比刚度高、耐高温等特性,而广泛应用于航空航天领域。3D打印钛合金(激光烧结成型)由于加工制造的特殊性,使得其与常用的锻造钛合金拥有不同的组织和力学性能。本文通过钻削试验,探究了不同切削参数(转速、进给量... 钛合金由于其比强度高、比刚度高、耐高温等特性,而广泛应用于航空航天领域。3D打印钛合金(激光烧结成型)由于加工制造的特殊性,使得其与常用的锻造钛合金拥有不同的组织和力学性能。本文通过钻削试验,探究了不同切削参数(转速、进给量)对切削力和切削温度的影响,为钻削3D打印钛合金提供了合理的加工参数。实验发现:钻孔加工过程中主轴转速在800-1200r/min左右,进给量保持在0.06-0.09mm/r左右比较合适。另外,钻削3D打印钛合金时,刀具磨损形式为:前刀面主要产生涂层剥落和粘结磨损,后刀面产生磨粒磨损。 展开更多
关键词 3D打印钛合金 加工性能 切削力 切削温度 刀具磨损
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3D打印多孔钛合金桩的粘接强度及粘接破坏模式和表面、粘接界面特征
6
作者 李宁 王丁 +1 位作者 孙琳瑶 白保晶 《山东医药》 CAS 2024年第24期52-56,共5页
目的 观察3D打印多孔钛合金桩的粘接强度及粘接破坏模式和表面、粘接界面特征,以期利用多孔结构的机械嵌合来提高金属桩核的粘接强度。方法 实验设计4组,A组选取10根预成纤维桩,扫描并获取三维数据,B、C、D组均使用A组获得的数据分别进... 目的 观察3D打印多孔钛合金桩的粘接强度及粘接破坏模式和表面、粘接界面特征,以期利用多孔结构的机械嵌合来提高金属桩核的粘接强度。方法 实验设计4组,A组选取10根预成纤维桩,扫描并获取三维数据,B、C、D组均使用A组获得的数据分别进行3D打印实心钛合金桩、3D打印多孔钛合金桩、氧化锆桩的设计与制作,将各组桩包埋、切片,使用万能力学实验机将桩从桩核树脂中推出,记录各组桩的粘接强度和粘接破坏模式,并用扫描电镜观察桩的表面、粘接界面特征。结果 A、B、C、D组粘接强度分别为(229.11±80.15)、(389.29±58.39)、(572.35±128.08)、(137.54±26.81)MPa,组间两两比较,P均<0.05。A、B、C、D组粘接界面破坏的例数分别为7、2、1、8例,粘接内部破坏的例数分别为0、1、3、0例,混合粘接破坏的例数分别为3、7、6、2例,组间两两比较,P均<0.05。A组扫描电镜下可见纤维桩表面大量排列紧密的纤维束,纤维桩与桩核树脂结合紧密;B组可见3D打印实心钛合金桩的表面有大量点状颗粒,点状颗粒间可见树脂嵌入,钛合金实心桩与桩核树脂结合紧密;C组可见3D打印多孔钛合金桩表面大量不规则空隙,桩的表面也存在大量点状颗粒,在颗粒间以及空隙间可见大量树脂嵌入,极大的增加了桩与桩核树脂的机械嵌合作用;D组可见氧化锆桩和表面相对平整,桩与桩核树脂结合紧密,机械嵌合明显少于前面三组。结论 与预成纤维桩、氧化锆桩和3D打印实心钛合金桩相比,使用3D打印技术制作的多孔钛合金桩,粘接强度有明显的提升,粘接破坏模式主要为混合粘接破坏,桩表面有大量不规则空隙及点状颗粒,在颗粒间及空隙间可见大量树脂嵌入,极大增加了桩与桩核树脂的机械嵌合作用。 展开更多
关键词 3D打印技术 3D打印实心钛合金桩 3D打印多孔钛合金桩 氧化锆桩 预成纤维桩 粘接强度 粘接破坏模式
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个性化3D打印钛合金填充块在复杂髋关节翻修术中应用的可行性及疗效 被引量：1
7
作者 张宪彧 吴国保 +3 位作者 江建 王宏菁 孙志煌 刘光炜 《现代医药卫生》 2024年第6期962-964,共3页
目的分析在复杂髋关节翻修重建中采用个性化3D打印钛合金填充块的可行性。方法选择2021年3月至2023年1月该院全髋关节置换术后需关节翻修的40例患者,将其分为3D打印组与对照组,各20例。3D打印组给予个性化3D打印钛合金填充块技术进行翻... 目的分析在复杂髋关节翻修重建中采用个性化3D打印钛合金填充块的可行性。方法选择2021年3月至2023年1月该院全髋关节置换术后需关节翻修的40例患者,将其分为3D打印组与对照组,各20例。3D打印组给予个性化3D打印钛合金填充块技术进行翻修治疗,对照组采用常规全髋关节翻修治疗,比较2组手术时间、术中出血量、髋关节功能评分、并发症。结果3D打印组手术时间[(120.56±8.13)min]、术中出血量[(312.57±24.65)mL]低于对照组[(132.67±8.27)min、(342.64±25.47)mL],差异均有统计学意义(t=5.720,P<0.001;t=4.647,P<0.001)。治疗后3D打印组髋关节功能评分[(87.69±6.35)分]高于对照组[(72.56±6.27)分],差异有统计学意义(t=9.286,P<0.001);并发症发生率(5.00%)低于对照组(20.00%),差异有统计学意义(χ^(2)=4.706,P=0.030)。结论个性化3D打印钛合金填充块在髋臼侧严重骨缺损髋关节翻修术中的应用效果突出,可节约手术时间,术中出血较少,患者术后髋关节功能改善明显,减少相关并发症的发生。 展开更多
关键词 复杂髋关节翻修重建 个性化3D打印钛合金填充块 髋关节功能
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不同材料融合器对腰椎管狭窄症影像学及组织创伤的影响
8
作者 王建华 吴迪 +3 位作者 孙贺 张义龙 信丽丽 张仁赞 《颈腰痛杂志》 2023年第6期999-1003,共5页
目的探讨不同材料融合器对腰椎管狭窄症影像学及组织创伤的影响。方法收集承德医学院附属医院收治的76例腰椎管狭窄症患者临床资料进行回顾性分析,根据椎间融合器种类分为3D打印钛合金组(n=38)和聚醚醚酮(polyether ether ketone,PEEK)... 目的探讨不同材料融合器对腰椎管狭窄症影像学及组织创伤的影响。方法收集承德医学院附属医院收治的76例腰椎管狭窄症患者临床资料进行回顾性分析,根据椎间融合器种类分为3D打印钛合金组(n=38)和聚醚醚酮(polyether ether ketone,PEEK)组(n=38),分别采取3D打印钛合金椎间融合器、PEEK椎间融合器进行椎间融合。统计两组治疗效果。结果术后12个月,钛合金组手术优良率89.74%与PEEK组87.18%比较,无显著差异(P>0.05);两组手术时间、术中失血量、首次下床活动时间比较,无显著差异(P>0.05);术后3个月、6个月,两组JOA评分、VAS评分比较,无显著差异(P>0.05);术后24 h两组血清CRP、CK水平均显著高于术前(P<0.05);2组融合器下沉率等并发症发生率、植骨融合率比较,无显著差异(P>0.05)。结论3D打印钛合金融合器与PEEK融合器相比,虽可降低腰椎管狭窄症融合器下沉率,提高同期椎间融合率,但二者并无显著的统计学差异。 展开更多
关键词 椎间融合 腰椎管狭窄症 聚醚醚酮融合器 3D打印钛合金融合器
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不同打印参数对3D打印钛合金电化学腐蚀的影响 被引量：2
9
作者 张玮航 周文博 潘红娟 《广东化工》 CAS 2017年第1期35-36,63,共3页
目的:探讨3D打印不同打印参数对TC4钛合金(Ti-6Al-4V)耐腐蚀性的影响。方法:分别将打印功率、速度和层厚这三个参数作为变量分为A、B、C三组,A组按照功率渐增又分为A1、A2、A3组,B组按照速度渐增又分为B1、B2、B3组,C组按照层厚渐增又分... 目的:探讨3D打印不同打印参数对TC4钛合金(Ti-6Al-4V)耐腐蚀性的影响。方法:分别将打印功率、速度和层厚这三个参数作为变量分为A、B、C三组,A组按照功率渐增又分为A1、A2、A3组,B组按照速度渐增又分为B1、B2、B3组,C组按照层厚渐增又分为C1、C2、C3组。分别研究A、B、C三组试件的自腐蚀电位、自腐蚀电流密度和电化学阻抗谱,并分析对比其耐腐蚀性能。结果:A1到A3自腐蚀电位降低,而自腐蚀电流密度增高,电化学阻抗弧减小;从B1到B3自腐蚀电位降低,自腐蚀电流密度增高,电化学阻抗弧减小;从C1到C3自腐蚀电位降低,自腐蚀电流密度和电化学阻抗弧都减小。结论:在一定范围内,3D打印功率和速度越低,TC4钛合金耐腐蚀性越强,腐蚀溶解速率越小,层厚越小,TC4钛合金耐腐蚀性越强,但腐蚀溶解速率越快。 展开更多
关键词 3D打印TC4钛合金 打印参数 电化学腐蚀
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