Формирование структуры сплава Ti-Nb-Zr методом 3D печати
Объектом исследования являются технология сплавления металлических порошков системы Ti-Nb-Zr методом селективного лазерного сплавления .
Цель работы – создание низкомодульного сплава системы Ti-Nb-Zr методом 3D печати.
Оглавление………………………………………………………………………
Введение…………………………………………………………………………… 10
Обзор литературы…………………………………………………………… 12
1 Биоинертные сплавы на основе титана для медицины ………… 12
1.1 Двухфазная система Ti-Nb …………….…………….…………… 15
1.2 Трехфазная система Ti-Nb-Zr …………..…………..………….. 20
1.3 Факторы влияющие на модуль Юнга …………………………… 25
1.4 Заключение………………………………………………………… 26
2 Объект и методы исследования…………………………………… 28
2.1 Выбор материала для исследований …………………………….
2.2 Процесс измельчения и смешивания порошков системы Ti-Nb- 29
Zr, в планетарной шаровой мельнице ……………………………
2.3 Определение среднего размера частиц для порошка ……………
2.4 Печать образцов методом SLM, на установке «ЛУЧ 500М» …… 33
2.5 Растровая электронная микроскопия образцов …………………
2.6 Рентгеноструктурный анализ образцов ………………………… 39
3 Результаты проведенного исследования……………………… 41
3.1 Рентгеноструктурный анализ ……………………..…………..… 45
3.2 Процесс печати образцов …………….…………….……………. 47
4 Социальная ответственность ….……….…………….……… 48
4.1 Производственная безопасность …………………………………
4.1.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые может создать 49
объект исследования. ……………………………………………
4.1.2 Расчетная часть искусственного освещения в лаборатории …… 50
4.1.3 Анализ вредных и опасных факторов, которые могут 54
возникнуть в лаборатории при проведении исследований……
4.1.4 Обоснование мероприятий по защите исследователя от
действия опасных и вредных факторов…………………………
4.2 Экологическая безопасность……………………………………… 60
4.2.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду 60
4.2.2 Анализ влияния процесса исследования на окружающую среду
61
4.2.3 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды 61
4.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………… 62
4.3.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект 62
исследований ……………………………………………………………
4.3.2 Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть в 63
лаборатории при проведении исследований…………………….
4.3.3 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и 63
разработка порядка действия в случае возникновения ЧС……..
4.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения 65
безопасности ……………………………………………………..
4.41 Специальные (характерные для рабочей зоны исследователя) 65
правовые нормы трудового законодательства.………………….
4.4.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны 66
исследователя ………………………………………….…….…….
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и 67
ресурсосбережен……………………………………………………
5.1 SWOT-анализ …………… 67
5.2 Разработка графика проведения научного исследования 70
…………………………………………………………….………
5.3 Диаграмма Исикавы ……………………………………………… 74
Вывод о проделанной работе 75
Список используемых источников 77
Приложение А 83
В настоящее время около 70–80% имплантатов производится из
металлов и сплавов. В хирургии титан широко используется, начиная с 1951 г.,
и является основным материалом для производства различных имплантатов,
благодаря, формированию оксидного слоя на поверхности [1, 2]. Одним из
перспективных технологий изготовления имплантатов и создания новых
биоматериалов являются аддитивные технологии. В сравнении с
традиционными технологиями они имеют ряд преимуществ, таки как:
Экономия ресурсов. Готовые изделия создают с нуля, благодаря
чему отходы производства сводятся к минимуму. В последствии
этого, затраты на утилизацию отходов производства исключаются.
К примеру, потери сырья на заготовках при использовании
традиционных методов способны доходить до 85%.
Ускоренный процесс производства. Сокращается цикл от начала
разработки проекта, до создания готовых изделий дает высокую
конкурентно способность. Компьютерное моделирование не
требует длительных вычислений и многочисленных чертежей. Не
смотря на это, скорость не ухудшает качество.
Точность параметров. В сравнении с кованными и литьевыми
изделиями, точность, а так же прочность изделий на 20-30 %
выше.
Мобильность. Размер оборудования в разы меньше чем
у консервативных методов. Что упрощает его доставку.
Так же есть и минусы, такие как дефицит кадров, недостаток оборудования и
материалов.
Данная технология в настоящее время расширяет свою сферу
применения, наиболее перспективные направления она нашла в медицине,
ракетостроении, а так же в военной структуре.
В последние годы в медицине стоит вопрос по созданию сплава, а так же
разработки метода для воспроизводства имплантатов, так как уже
существующие традиционные сплавы отторгаются организмом из-за
токсичности элементов, что затрудняет процесс имлантирования и доставляет
ряд проблем пациенту. Помимо токсичного воздействия, традиционные сплавы
не имеют и механических свойств, близких с кортикальной костью. В
перспективе на сегодняшний день идет разработка метода селективного
лазерного сплавления титан-ниобиевого материала, а так же добавления в него
циркония.
Обзор литературы
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.8 (30 отзывов)
4.9 (826 отзывов)
5 (21 отзыв)
4.5 (330 отзывов)
5 (8 отзывов)
5 (1241 отзыв)
5 (20 отзывов)
4.8 (13 отзывов)
4.9 (35 отзывов)
