多孔金属钛的激光辅助3D打印及其结构表征开题报告

全文总字数：5906字

1. 研究目的与意义（文献综述）

一、研究背景及研究意义

增材制造(additive manufacturing，am)俗称3d打印，融合了计算机辅助设计、材料加工与成形技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。相对于传统的、对原材料去除-切削、组装的加工模式不同，是一种"自下而上"通过材料累加的制造方法，从无到有，相较传统制作方式，其优势在于：①简化、缩短工期、材料利用率高；②个性化制作，实现宏观复杂形状、微观精细结构的精确可控性；③实现多种结构和孔隙率梯度的一体成型；④良好的机械性能，致密度高等等。使得过去受到传统制造方式的约束，而无法实现的复杂结构件制造变为可能。

近二十年来，am技术取得了快速的发展，"快速原型制造(rapid prototyping)"、"三维打印(3dprinting )"、"实体自由制造(solid free-form fabrication) "之类各异的叫法分别从不同侧面表达了这一技术的特点。

多孔金属，一般具有比重小，比强度大，能量吸收性好，制振效果好，比表面积大等优秀特性。在吸能减震、消声降噪、电磁屏蔽、透气透水、隔热换热等性能方面表现突出,可作为功能材料和结构材料广泛应用于一些高科技领域和普通工业领域,例如用作航天飞机保护壳、汽车缓冲件、电池极板、过滤器、热交换器、吸音消声构件、机械紧固件 等。而在医疗领域,具有多孔结构的植入物有利于骨组织在其中的生长,可增强植入物与骨骼之间的连接;多孔结构金属植入物的弹性模量低于相应的实体材料,可达到与人体骨骼的弹性模量相匹配的数值。

2. 研究的基本内容与方案

二、研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1.基本内容

1. 文献调研，了解国内外相关研究概况和发展趋势，制定详细的实验技术路线；

2. 熟悉3d打印设备，熟练掌握各种实验设备的使用方法。

3. 研究计划与安排

三、进度安排

第1-2周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第3-8周：按照设计方案，利用3d打印技术制备多孔钛，优化多孔钛的3d打印制备工艺。

第9-11周：采用xrd、eds、fe-sem、hr-tem等测试技术对多孔钛的显微结构、形貌和力学性能进行测试。

4. 参考文献（12篇以上）

四、参考文献

[1] yu qina, peng wena, hui guo, dandan xia, yufengzheng, lucas jauer, reinhart poprawe, maximilian voshage, johannes henrichschleifenbaumd, additive manufacturing of biodegradable metals: currentresearch status and future perspectives[j].acta biomaterialia 98 (2019) 3–22.

[2] li yuan, songlin ding, cuie wen，additive manufacturing technology for porous metalimplant applications and triple minimal surface structures: areview[j].bioactive materials 4（2019）56-70.

[3] y. li, h. jahr， p. pavanram， f.s.l. bobbert, u. puggi, x.-y. zhang, b. pouran,m.a. leeflang, h. weinans, j. zhou, a.a. zadpoor, additively manufacturedfunctionally graded biodegradable porous iron[j]. acta biomaterialia 96 (2019)646–661.