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打印成品的孔隙度在高精密增材制造中有多重要?

发布时间:2022-09-28      点击次数:69
  高精密增材制造技术又称3D打印,凭借其定制化、精密制造等优势,近年来在医疗、汽车及航天航空等领域发挥着越来越重要的作用。与传统工艺类似,增材制造工艺中的原材料和成品都需要进行相关的表征测试,以符合相应的质量标准。
 
  孔隙度是评估增材制造过程的重要指标,粉体的孔隙度会强烈影响成型过程及成品部件的机械强度和表面质量,同时成品的孔隙度也是评估其性能的关键参数之一,因此相关的孔隙度表征尤为重要。
 
  孔隙度是表征部件或粉体致密程度的指标,为材料中孔隙的体积占总体积的百分比。成品孔隙度及相关性能往往与粉体孔隙度息息相关,因此准确调控原料粉体的孔隙度也是质量控制中非常重要的一环。
 
  在高精密增材制造过程中,成品的孔隙度与致密度密切相关,呈反比关系,若部件的孔隙越多,则致密度越低,同时机械强度也越低,在受力环境下越容易出现疲劳或裂纹。
 
  因此针对不同应用领域和性能特点的产品,需要准确调控孔隙度以满足实际应用需求。例如在航天航空和电力等领域,由于环境较为恶劣,相关产品通常需要承受较高的疲劳应力,有些部件的致密度需达到99%以上,由此需要成品具有较低的孔隙度。
 
  而在生物医疗领域,如人工骨骼植入体,考虑到生物相容性及复杂的生物环境,植入体需要与较高孔隙度的周围骨组织相匹配。适宜的孔隙度可为细胞提供合适的增殖空间,以及减少应力屏蔽效应并促进骨长入和骨整合,否则易出现骨吸收和植入体松动等问题。
 
  同时植入体还需具备良好的生物力学性能,而高力学性能往往和高孔隙度之间有所冲突,这就对准确控制植入体的孔隙度提出了很高要求。