Projeto e previsão de desempenho da estrutura porosa Voronoi por fusão seletiva a laser

ZENG Shou-jin ,  

WU Qi-rui ,  

HE Jia-chen ,  

WEI Tie-ping ,  

YE Jian-hua ,  

摘要

Para atender aos requisitos de desempenho mecânico e biocompatibilidade de implantes médicos porosos, foi estudado um método de design paramétrico para gerar estruturas porosas controláveis utilizando o algoritmo de Voronoi-Tessellation. Foi analisado um delineamento Box-Behnken com diâmetro da borda do poro, irregularidade e distância entre unidades como parâmetros estruturais, e módulo de elasticidade, resistência à compressão e porosidade como objetivos de resposta. Combinando análise de correlação cinza, foram obtidos os melhores parâmetros estruturais multirresposta e estabelecido um modelo preditivo do grau de correlação cinza. A precisão do modelo foi verificada por análise de variância. Os resultados indicam que o diâmetro da borda do poro é o fator mais significativo que afeta o desempenho da estrutura porosa. Os parâmetros estruturais ótimos para a estrutura porosa irregular foram diâmetro da borda do poro de 0,3 mm, irregularidade de 0,5 e distância da unidade de 2 mm. O módulo de elasticidade da estrutura porosa irregular foi de 2,987 GPa, a resistência à compressão de 210,048 MPa, a porosidade de 89,43% e o grau de correlação cinza de 0,7895. O alto grau de conformidade entre os resultados otimizados e os resultados previstos, com erro de 1,2%, indica que este método de otimização é viável.

关键词

fusão seletiva a laser;Voronoi;superfície de resposta;estrutura porosa;análise de correlação cinza

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