打印成品的孔隙度在高精密增材制造中有多重要？

更新時(shí)間：2022-09-28

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　　高精密增材制造技術(shù)又稱3D打印，憑借其定制化、精密制造等優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)在醫(yī)療、汽車及航天航空等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。與傳統(tǒng)工藝類似，增材制造工藝中的原材料和成品都需要進(jìn)行相關(guān)的表征測(cè)試，以符合相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

　　孔隙度是評(píng)估增材制造過(guò)程的重要指標(biāo)，粉體的孔隙度會(huì)強(qiáng)烈影響成型過(guò)程及成品部件的機(jī)械強(qiáng)度和表面質(zhì)量，同時(shí)成品的孔隙度也是評(píng)估其性能的關(guān)鍵參數(shù)之一，因此相關(guān)的孔隙度表征尤為重要。

　　孔隙度是表征部件或粉體致密程度的指標(biāo)，為材料中孔隙的體積占總體積的百分比。成品孔隙度及相關(guān)性能往往與粉體孔隙度息息相關(guān)，因此準(zhǔn)確調(diào)控原料粉體的孔隙度也是質(zhì)量控制中非常重要的一環(huán)。

　　在高精密增材制造過(guò)程中，成品的孔隙度與致密度密切相關(guān)，呈反比關(guān)系，若部件的孔隙越多，則致密度越低，同時(shí)機(jī)械強(qiáng)度也越低，在受力環(huán)境下越容易出現(xiàn)疲勞或裂紋。

　　因此針對(duì)不同應(yīng)用領(lǐng)域和性能特點(diǎn)的產(chǎn)品，需要準(zhǔn)確調(diào)控孔隙度以滿足實(shí)際應(yīng)用需求。例如在航天航空和電力等領(lǐng)域，由于環(huán)境較為惡劣，相關(guān)產(chǎn)品通常需要承受較高的疲勞應(yīng)力，有些部件的致密度需達(dá)到99％以上，由此需要成品具有較低的孔隙度。

　　而在生物醫(yī)療領(lǐng)域，如人工骨骼植入體，考慮到生物相容性及復(fù)雜的生物環(huán)境，植入體需要與較高孔隙度的周圍骨組織相匹配。適宜的孔隙度可為細(xì)胞提供合適的增殖空間，以及減少應(yīng)力屏蔽效應(yīng)并促進(jìn)骨長(zhǎng)入和骨整合，否則易出現(xiàn)骨吸收和植入體松動(dòng)等問(wèn)題。

　　同時(shí)植入體還需具備良好的生物力學(xué)性能，而高力學(xué)性能往往和高孔隙度之間有所沖突，這就對(duì)準(zhǔn)確控制植入體的孔隙度提出了很高要求。

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