激光成形制备生物医用材料研究现状与发展趋势

激光成形技术能够实现生物医用材料、人造肢体及医用植入体的个性化设计和生产,并且具有很少的工序环节和很短的加工周期,因此在生物医用材料的制备领域具有重大应用价值。目前适合于生物医用材料制备的激光成形技术主要有立体光刻(SL),分层实体制造(LOM),选择性激光烧结/熔化(SLS/SLM)和激光立体成形(LSF)技术。基于各种激光成形制备技术的原理和特点,综述了激光成形制备生物医用材料的研究进展和应用现状,认为中国在激光成形的各个单项技术领域同发达国家的差别并不大,但综合集成和产业化的差距却非常大。因此,形成包含完整产业链的产学研创新联盟是激光成形技术在中国生物医用材料领域科技发展和产业振兴的重要途径。先进的装备技术是任何一种技术充分发展和应用的必要基础,也是我国生物医用材料产业落后于发达国家的关键环节之一。因此,迫切需要建立适用于医用植入体制造的专用激光立体成形制备系统,形成具有市场化前景、自主知识产权的产品工程化技术和工艺流程,并建立相应的技术标准体系,以显著提升我国生物医用材料及医用植入体的技术水平,促进我国医用植入及组织工程领域的整体发展。     

高分子材料在选择性激光烧结中的应用——(Ⅰ)材料研究的进展

高分子材料是应用最早,也是目前应用最广泛的选择性激光烧结(SLS)成形材料,利用SLS工艺可以成形各种结构复杂的高分子制件,广泛用于航空、力学、医疗等领域。文中介绍了SLS用高分子材料的最新研究进展,并对其未来研究趋势进行了展望。     

激光选区烧结3D打印成形生物高分子材料研究进展

激光选区烧结(SLS)属于3D打印技术,通过激光逐层烧结粉末并叠加成形制件。该技术可满足不同患者的个性化需求,在生物医疗领域特别在组织工程支架和医用植入体制备方面具有非常广阔的应用前景。作为生物医用材料最重要的组成部分,生物高分子材料近年来发展迅速,成为医疗领域研究的热点。文中重点介绍了左旋聚乳酸、聚己内酯、聚醚醚酮、聚乙烯醇四类常用于SLS技术的生物高分子及其复合材料,对其研究和应用现状进行综述,并对其性能和用途进行对比讨论,提出今后该领域的发展方向。     

选择性激光烧结的原理及应用

选择性激光烧结（Selective Laser Sintering)是20世纪80年代末出现的一种快速成型新工艺，它利用激光束烧结粉末材料制造原型，在工业上得到了广泛应用。对选择性激光烧结的工艺原理、实际应用及发展方向作子详尽介绍。     

表面改性在生物医用材料研究中的应用

在植入物体性能较好的基础上,表面性能是决定其生物相容性是否良好的至关重要因素。本文针对硬组织和与血液相接触的金属植入物,对表面改性技术、表面改性膜层特点及其应用进行了综合评述,探讨了通过表面改性提高植入物生物相容性的机理,并指出了生物医用材料表面改性的研究发展方向。     

用于选择性激光烧结的聚合物粉末材料研究进展

选择性激光烧结是增材制造技术中的一种,可制备具有复杂结构的复合材料功能件或其它原型零件。评估烧结成型工艺的关键因素之一是聚合物粉末材料。从聚合物粉末材料种类、材料制备方法、烧结成型工艺3个方面,综述了近年来用于选择性激光烧结技术的聚合物粉末材料的研究现状,并对聚合物粉末材料在选择性激光烧结技术领域中存在的问题,及其今后的研究方向进行了展望。     

高分子材料选择性激光烧结中的Z轴“盈余”

Z轴"盈余"是选择性激光烧结(SLS)成形中广泛存在并影响成形件精度的问题。文中分析了Z轴"盈余"的形成原因,并通过尼龙12对SLS成形过程中影响Z轴"盈余"的因素进行了实验研究。结果表明,Z轴"盈余"是由于烧结第一层粉末材料时,激光烧结深度大于切片厚度而产生的,表现在烧结件在Z方向上尺寸变大;提高预热温度和激光能量密度及降低切片厚度都会增大Z轴"盈余"。研究结果对控制高分子SLS成形过程中的Z轴"盈余",提高SLS成形件精度具有重要的参考价值。     

生物医用高分子材料研究热点

基于基本科学指标数据库(ESI)的高被引论文,将文献计量分析方法同文献具体内容分析相结合,得出生物医用高分子材料的研究热点:研发多功能高分子载体,实现人类重要疾病如肿瘤、自免疫性疾病、感染性疾病等的精确诊断和精准靶向治疗;研发具有生物功能的高分子细胞外基质,调控细胞-基质相互作用,实现体内外功能组织的再生;通过生物医用...     

生物医用材料的3D打印技术与发展

近年来,由于3D打印技术的迅猛发展,有关3D打印技术的应用受到科学界广泛关注,特别是生物医学领域。3D打印材料的瓶颈制约着3D打印技术的发展,特别是用于生物医学领域的打印材料,只有非常局限的几种,但是研究可打印生物医用材料意义重大,经济效益显著。简述了3D打印技术在生物医学工程上的应用。重点综述了用于3D打印的生物医用材料,主要涉及金属、陶瓷、高聚物、复合材料以及生物墨水等,并且阐述了3D打印材料的发展前景。     

选择性激光烧结用原材料研究进展

文章阐述了当前快速原型技术中选择性激光烧结材料的国内外研究现状,包括金属材料、聚合物材料、陶瓷材料等。重点提出新型材料木塑复合材料的研究现状,指出基于木塑复合材料的低成本、可降解和可循环使用等优点,它将成为SLS未来发展的趋势。     

Powder Densification Maps in Selective Laser Sintering

Selective Laser Sintering (SLS) is a manufacturing process in which a part is produced without the need for part‐specific tooling. It competes effectively with other manufacturing processes when part geometry is complex and the production run is not large. Traditionally, this was limited to prototype production, although tooling applications are now appearing. This paper describes several applications of powder densification maps to advance solutions in direct SLS of metallic and ceramic powders. Time‐dependent plasticity issues arise in pre‐processing of powder to make it suitable for SLS and in post‐processing of SLS parts to obtain desired density.     

尼龙12/铜复合粉末材料及其选择性激光烧结成形

通过溶剂沉淀法制备了尼龙12覆膜铜复合粉末材料，并制备了机械混合尼龙12／铜复合粉末材料。通过扫描电子显微镜（SEM）对两种粉末材料的微观形貌进行了观察，对两种粉末的选择性激光烧结（SLS）成形件的强度及翘曲变形行为进行了对比研究。结果表明：尼龙12覆膜铜复合粉末材料中尼龙12包覆均匀，无裸露Cu粉存在，而机械混合尼龙12／铜复合粉末材料中尼龙12颗粒是零散地非均匀性分散在Cu粉颗粒中。在尼龙12含量及烧结工艺参数相同的条件下，尼龙12覆膜铜复合粉末SLS成形件的拉伸强度及弯曲强度是机械混合尼龙12／铜复合粉末SLS成形件的两倍以上，翘曲变形也明显小于机械混合尼龙12／铜复合粉的SLS成形件。     

激光选区烧结高分子纳米复合材料研究进展

激光选区烧结(SLS)是一种增材制造技术,它利用激光逐层烧结粉末并叠加的原理来成形复杂制件,具有材料广泛,无需支撑以及成形精度高等优点。然而,其成形过程中无外力驱动的特点,造成制件中不可避免地存在一定孔隙,使制件性能通常低于传统模塑件。因此,国内外学者提出利用各种纳米填料来增强SLS制件的性能,并取得了良好的效果,已成为本领域研究热点。文中重点介绍了各种用于SLS技术的高分子纳米复合材料,对其研究现状进行综述,并提出今后该领域的发展方向。     

激光选区烧结粉末包覆工艺的研究

激光选区烧结作为快速成型技术的重要组成部分,其成型材料在激光选区烧结工艺中占有至关重要的位置.在考虑激光选区烧结对成型材料性能要求的前提下,研究了SLS粉末包覆工艺.     

Ceramic Composites Fabricated by Selective Laser Sintering

Selective laser sintering (SLS) uses a computer controlled laser beam to create objects directly from the CAD data without part-specific tooling. In this paper, the effect of material and processing parameters on the microstructure and mechanical properties of an alumina/aluminum phosphate composite fabricated by SLS is described. The precursor material is a blend of alumina and ammonium phosphate powder. This paper deals primarily with the effect of alumina particle size and material composition on the strength of the composite. A constitutive equation is also proposed to relate the mechanical properties of the composite to its microstructural characteristics.     

Selective Laser Sintering of Alumina Using Aluminum Binder

Selective Laser Sintering (SLS) process has been used to make shapes from Al₂0₃ using Al as binder. SLS is a rapid manufacturing process that uses data from Solid Modeling systems to guide a laser beam and rapidly form 3-D shapes from powder without any part specific tooling. The aluminum melts under the laser and bonds the alumina particles. Some of the aluminum reacts with the ambient (air) to form alumina. The residual aluminum is oxidized in a subsequent he at-treatment step. The effect of parameters in the SLS step and heat-treating step on the mechanical properties and density of the part is examined. Linear expansion of the parts with oxidation heat-treatment is also examined.