本文關鍵詞： 數(shù)字化D技術 增材制造 激光選區(qū)熔化 股骨假體 成型性能　出處：《光學精密工程》2014年08期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：研究了基于數(shù)字化3D技術的全膝置換股骨假體再設計并通過激光選區(qū)熔化(SLM)技術直接制造了股骨假體,以滿足醫(yī)學上對全膝置換股骨假體的高適配性要求。對一名患者的全膝關節(jié)CT連續(xù)斷層圖像提取股骨3D模型,根據(jù)骨科醫(yī)生手術規(guī)劃進行了數(shù)字化3D解剖與測量,并據(jù)此對目前商業(yè)化的假體進行了重新設計。然后,利用SLM技術直接制造了再設計完成的3D股骨假體模型,并討論了制造工藝參數(shù)、機械性能、空間優(yōu)化擺放位置以及成型精度等關鍵技術。實驗結果顯示:依據(jù)患者股骨遠端解剖參數(shù)可完成股骨假體的3D模型再設計并可利用SLM技術直接制造出股骨假體,單個股骨假體成型時間為5.2h,成型精度標準偏差為0.030mm,成型致密度達到99.02%;熱處理后成型性能優(yōu)于美國實驗材料學會(ASTM)F75的鑄造標準。得到的結果表明該項技術可以快速制造完成患者所需要的股骨假體,且成型性能優(yōu)良。
[Abstract]:The redesign of total knee replacement femoral prosthesis based on digital 3D technology was studied and the femur prosthesis was directly fabricated by laser selective fusion technique (SLM). In order to meet the medical requirements for the high adaptability of total knee replacement femoral prosthesis, 3D model of femur was extracted from CT continuous tomography image of one patient, and digital 3D anatomy and measurement were carried out according to the surgical plan of orthopedic surgeon. Based on this, the commercial prosthesis is redesigned. Then, the 3D femoral prosthesis model which is redesigned and completed is manufactured directly by using SLM technology, and the manufacturing process parameters and mechanical properties are discussed. The experimental results show that the 3D model of the femoral prosthesis can be redesigned according to the anatomical parameters of the distal femur, and the femoral prosthesis can be manufactured directly by SLM technology. The molding time of single femur prosthesis is 5.2 h, the standard deviation of forming precision is 0.030 mm, and the forming density is 99.022.The casting performance after heat treatment is better than the casting standard of ASTM F75. The results show that this technology can be used quickly. Manufacturing the femoral prosthesis needed to complete the patient, And the molding performance is excellent.
【作者單位】： 華南理工大學機械與汽車工程學院;北京大學第三醫(yī)院運動醫(yī)學研究所;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(No.81327001) 廣東省自然科學基金資助項目(No.S2012040007516) 教育部博士點基金資助項目(No.2012017212004)
【分類號】：R318.17

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本文編號：1541507