電化學(xué)拋光對選區(qū)激光熔化成形Ti6Al4V 牙冠表面質(zhì)量及耐蝕性能的影響

倪曉晴 ，張 亮 ，吳文恒 ，孔德成 ，溫 瑩 ，王 力 ，董超芳

1) 上海材料研究所有限公司增材制造材料研發(fā)與應(yīng)用中心,上海 200437 2) 北京科技大學(xué)新材料技術(shù)研究院,北京 100083

增材制造技術(shù)突破了傳統(tǒng)制備工藝的局限，具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)近終形制備及個性化定制的優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)用領(lǐng)域[1]。鈦合金由于優(yōu)異的生物相容性以及耐腐蝕性能，被用作人體部件的主要植入材料。為了使植入物的彈性模量與人骨相匹配，研究者設(shè)計了一系列低模量β 型鈦合金，如Ti-Nb-Ta 系、Ti-Nb-Mo 系、Ti-Nb-Sn 系等，但其彈性模量依舊相對較高，約為40 GPa，達(dá)不到人體組織的需求[2-4]。增材制造技術(shù)可以針對患者的不同需求，制備具有孔隙結(jié)構(gòu)的鈦合金，從而進(jìn)一步降低彈性模量，且進(jìn)行多元化的設(shè)計和制備[5]。通過對孔徑、孔隙率等參數(shù)的調(diào)整，可以使得鈦合金的彈性模量、密度和強度與人體骨骼相匹配，且多孔結(jié)構(gòu)有利于成骨細(xì)胞的粘附、增殖和分化，促使新骨組織增殖進(jìn)入鈦合金空隙[6-10]。

選區(qū)激光熔化成形件質(zhì)量較好、性能較優(yōu)，是目前應(yīng)用最廣泛的金屬增材制造技術(shù)。選區(qū)激光熔化成形是一個高能瞬態(tài)冶金過程，材料的熔化、凝固和冷卻都在極短的時間內(nèi)完成，若粉末或工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，成形件中容易出現(xiàn)球化、裂紋、孔隙以及翹曲變形等缺陷，嚴(yán)重影響成形精度和力學(xué)性能[11-17]。一般而言，選區(qū)激光熔化成形制造的部件表面粗糙度（約為10～30 μm）高于其他方法制造加工的部件，如銑削（約1 μm）[18]。這主要是因為氣體膨脹、粉末不充分熔化和球化現(xiàn)象[19]。……