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选择性激光烧结(SLS)是快速原型制造中发展最迅速、最有前景的技术之一,具有成形材料广泛、无需支撑等优点。然而,由于“逐层烧结”的成形特点,SLS工艺易出现翘曲、收缩、制件力学性能差等成形缺陷。合理的工艺参数是得到高精度、高品质的SLS制件的关键;同时,兼具力学性能和生物活性的复合材料多孔支架SLS成形工艺已成为骨缺损治疗领域的研究热点。为此,本文一方面针对力学性能优异且应用最为广泛的PA12粉末,探讨了工艺参数对SLS制件精度和力学性能的影响;另一方面,通过在PA12粉末中添加拥有良好的生物学性能的人工骨材料羟基磷灰石(HA)粉末,制备多孔支架,并研究了工艺参数对生物多孔支架的成形和压缩强度的影响,为骨缺损疾病提供一种解决思路。本文具体内容及研究成果如下:(1)基于单因素实验的SLS工艺参数分析。以纯PA12粉末为研究对象,确认了适合其打印的工艺参数为预热温度170℃,基底厚度12mm,单层厚度0.1mm;同时实验表明打印方向对制件的力学性能影响较大,沿XY轴向比Z轴向好。(2)PA12的SLS制件密度数值模型及影响因素分析。基于响应面法建立了激光功率P、扫描间距d、扫描速率v三个工艺参数与SLS制件密度ρ之间的非线性模型,通过方差分析进行了精度检验和模型优化,并分析了P、d、v对制件密度ρ的影响规律。结果表明,随着P的增加,SLS制件的密度ρ先增大后减小,激光功率P对制件精度影响较大,P过小打印效果不好,P过大易翘曲;ρ随着d的增大而减小,ρ随着v的增大而减小,且扫描间距d和扫描速率v两者之间的交互作用明显。(3)PA12的SLS制件工艺参数优化设计。以精度和密度为评价指标,设定激光功率P、扫描间距d、扫描速率v三个因素的优化区间,得到P=27.5W,d=0.1mm,v=1500mm/s为SLS工艺打印PA12制件的最优工艺参数组合,并对优化参数进行了实验验证。(4)PA12/HA多孔支架设计与工艺参数影响分析。首先,PA12/HA粉末热分析实验结果表明,其多孔支架制备的工艺参数可以有效参考纯PA12粉末。然后,基于正交试验研究了不同HA含量、孔型、孔隙率对多孔支架压缩强度的影响规律,结果表明:影响多孔支架压缩强度的因素按显著性从大到小依次为孔隙率、孔型、HA含量;随着孔隙率的增加,支架压缩强度下降且下降趋势增大;圆形孔支架的压缩强度明显强于另外两种孔型;随着HA含量的增加,支架压缩强度略有增大。