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机械强度2026年第02期:不同工艺参数对SLM成型不锈钢316L多孔结构的力学性能的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李卫珍;黄凌森;姜立标;韩伟;

单位:广州城市理工学院机械工程学院;华南理工大学汽车与机械工程学院;

摘要:【目的】为了获得力学性能接近人体骨骼性能的金属植入物,了解其激光熔融成型规律。【方法】首先,使用不锈钢316L对设计的孔隙率为80%的多孔菱形体结构进行选区激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)打印成型;然后,对激光功率、扫描速度、扫描间距这3个因素,每个因素分别取3个不同大小的值,进行正交试验,获得9个样本;最后,对样本进行800℃退火,随后进行压缩试验。【结果】试验结果显示,维氏硬度的均值为210.34 HV;弹性模量的均值为4.84 GPa;屈服强度的均值为8.66 MPa;极限强度的均值为440.99 MPa。对维氏硬度、弹性模量及屈服强度影响最大的是激光功率,对抗压强度影响最大的是扫描间距。结果证实,该多孔结构的力学性能与弹塑性材料的力学性能相符,具有较高的硬度、强度,其弹性模量比致密材料减小了97.52%,与人体骨骼接近。该结论为金属植入物力学性能的研究提供了参考。

关键词:选区激光熔化;;不锈钢316L;;多孔结构;;弹塑性模型;;力学性能

基金资助:广东省高等学校特色创新项目(自然科学)(2018KTSCX326);; 广东省教育科学规划课题(高等教育专项)教育厅资助项目(2022GLK388);; 广东省普通高校青年创新人才类项目(2024KQNCX100)~~