个性化聚醚醚酮植入物的制造工艺研究

论文摘要

为了解决个性化假体数控加工材料浪费严重、加工成本高、异形薄壁件加工困难,以及增材制造力学性能不足的难题,提出了一种利用光固化3D打印技术制造个性化聚醚醚酮（poly-ether-ether-ketone,PEEK）假体的耐高温树脂注塑模具,并进一步通过注塑工艺获得高强度个性化假体的方案。该方案充分地结合了3D打印技术和传统注塑技术的优势,即利用3D打印技术实现复杂的结构形状,利用传统注塑技术实现优异的综合力学性能。研究了在模芯设计过程中分型面的设计原则、模芯合模固定方式的选择原则以及模芯是否填充材料的原则。利用该方案制造了个性化PEEK颅骨和下颌骨假体,并对注塑件进行结晶度测试、组织观察。结果显示,PEEK注塑件的结晶度为30.82%,注塑件组织致密,无孔隙和缺损。因此,采用3D打印和注塑相结合的方案制造具有综合力学性能的个性化PEEK植入物是可行的,对个性化PEEK植入物在临床的广泛应用具有一定的参考作用。

论文目录

• 1 工艺设计及特点
• 2 模芯结构设计
•   2.1 分型面选择
•     （1）最大轮廓线。
•     （2）局部破坏模芯。
•     （3）省略分型面。
•   2.2 模芯合模方式
•     （1）斜面自动扣合。
•     （2）密布螺栓连接是一种连接强度极高的合模方案。
•     （3）稀疏螺栓连接是斜面自动扣合和密布螺栓连接的折中方案。
•   2.3 模芯抽壳设计
•     （1）单一材质模芯。
•     （2）抽壳填充模芯。
• 3 注塑机与模芯连接装置
• 4 个性化PEEK假体注塑实验
•   （1）PEEK颅骨修复体注塑。
•   （2）PEEK下颌骨假体注塑。
• 5 个性化PEEK假体组织观察
•   5.1 差示扫描量热法（DSC）结晶度测试
•   5.2 电镜组织观察
• 6 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘绘龙,刘亚雄,孙文森,赵广宾

关键词: 聚醚醚酮,打印,树脂模芯,注塑,个性化

来源: 西安交通大学学报 2019年12期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,医药卫生科技,信息科技

专业: 外科学,生物医学工程,计算机软件及计算机应用

单位: 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室

基金: 国家重点研发计划资助项目（2017YFB1104100,2018YFB1106900）,国家自然科学基金资助项目（51675416）

分类号: TP391.73;R318.17

页码: 72-79

总页数: 8

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