Ti合金由于其出色的结构,机械和生物学特性而在骨修复或再生领域越来越关注。在这项研究中,设计了由简单的立方(结构A)组成的六种类型的具有不同支柱半径的复合晶格结构,以身体为中心的立方体(结构B)和以边缘为中心的立方体(结构C)。首先通过有限元(FE)方法对设计的结构进行模拟和分析。然后通过选择性激光熔化(SLM)制造具有优化单位细胞和Strut半径的商业上纯Ti(CP - Ti)晶格结构,并且表征了尺寸,微观图和机械性能。结果表明,在六种类型的复合晶格结构中,BA,CA和CB结构组合表现出较小的最大von-Mises应力,表明这些结构具有较高的强度。基于应力/特定表面积与支撑杆半径的拟合曲线,BA,CA和CB结构的优化支撑杆半径分别为0.28、0.23和0.30 mm。它们相应的压缩屈服强度和压缩模量分别为42.28、30.11和176.96 MPa和4.13、2.16和7.84 GPA。带有CB单位结构的CP-TI具有与皮质骨相似的强度和压缩模量,这使其成为潜在的软骨下骨修复体的候选者。
机械性能 公制 英制 注释 硬度,肖氏 D 70 70 ASTM D2240 拉伸强度 31.7 MPa 4600 psi ASTM D638 65°C (150°F) 时的拉伸强度 2.76 MPa 400 psi ASTM D638 断裂伸长率 400 % 400 % ASTM D638 屈服伸长率 12 % 12 % ASTM D638 拉伸模量 1.38 GPa 200 ksi ASTM D638 弯曲强度 31.7 MPa 4600 psi ASTM D790 弯曲模量 1.20 GPa 174 ksi ASTM D790 压缩强度 31.7 MPa 4600 psi 10% 变形; ASTM D695 压缩模量 0.689 GPa 100 ksi ASTM D695 缺口悬臂梁冲击强度 0.694 J/cm 1.30 ft-lb/in ASTM D256 A 型动态摩擦系数 0.20 0.20 干燥状态下与钢表面接触;QTM55007
自动纤维铺放 (AFP) 已成为航空航天工业中复合材料的流行加工技术,因为它能够在制造复杂部件时将预浸料或胶带精确地放置在准确的位置。本文介绍了用于复合材料飞机机身蒙皮制造的 AFP 心轴的设计、分析和制造。根据设计要求,开发了 AFP 心轴,并通过有限元法进行了数值研究。考虑了心轴结构自重和来自 AFP 机头的 2940 N 负载,进行了线性静态载荷分析。还进行了模态分析以确定心轴的固有频率。这些分析证实了所提出的心轴符合设计要求。然后制造了一个原型心轴并用于制造复合材料机身蒙皮。对 AFP 机身蒙皮曲面层压板、等效平面 AFP 和手工铺层层压板进行了材料载荷测试。平面 AFP 和手工铺层层压板在拉伸和压缩方面表现出几乎相同的强度结果。与手工铺层相比,平面 AFP 层压板的拉伸模量高 5.2%,压缩模量低 12.6%。AFP 曲面层压板的极限抗压强度比平面层压板高 1.6% 至 8.7%。FEM 模拟预测的强度比平面层压板测试结果的拉伸强度高 4%,压缩强度高 11%。
机械性能 公制 英制 注释 硬度,洛氏 M 85 85 ASTM D785 硬度,洛氏 R 115 115 ASTM D785 硬度,肖氏 D 80 80 ASTM D2240 拉伸强度 82.7 MPa 12000 psi ASTM D638 65°C (150°F) 时的拉伸强度 41.4 MPa 6000 psi ASTM D638 断裂伸长率 50 % 50 % ASTM D638 拉伸模量 2.93 GPa 425 ksi ASTM D638 弯曲强度 103 MPa 15000 psi ASTM D790 弯曲模量 3.10 GPa 450 ksi ASTM D790 压缩强度 86.2 MPa 12500 psi 10% 变形; ASTM D695 压缩模量 2.90 GPa 420 ksi ASTM D695 剪切强度 68.9 MPa 10000 psi ASTM D732 缺口悬臂梁冲击强度 0.320 J/cm 0.600 ft-lb/in ASTM D256 A 型 动态摩擦系数 0.25 0.25 干态与钢;QTM55007 K(磨损)系数 161 x 10 -8 mm ³ /NM 80.0 x 10 -10 in ³ -min/ft-lb-hr QTM 55010 极限压力速度 0.0946 MPa-m/sec 2700 psi-ft/min 4:1 安全系数;QTM 55007
物理属性 公制 英制 注释 比重 0.960 g/cc 0.960 g/cc ASTM D792 吸水率 <= 0.010 % <= 0.010 % 浸泡,24 小时; ASTM D570(2) 饱和吸水率 <= 0.010 % <= 0.010 % 浸泡; ASTM D570(2) 机械性能 公制 英制 注释 硬度,肖氏 D 70 70 ASTM D2240 拉伸强度 31.7 MPa 4600 psi ASTM D638 65°C (150°F) 时的拉伸强度 2.76 MPa 400 psi ASTM D638 断裂伸长率 400 % 400 % ASTM D638 拉伸模量 1.38 GPa 200 ksi ASTM D638 弯曲强度 31.7 MPa 4600 psi ASTM D790 弯曲模量 1.20 GPa 174 ksi ASTM D790 压缩强度 31.7 MPa 4600 psi 10% 变形; ASTM D695 压缩模量 0.689 GPa 100 ksi ASTM D695 缺口悬臂梁冲击强度 0.694 J/cm 1.30 ft-lb/in ASTM D256 A 型 动态摩擦系数 0.20 0.20 干燥时与钢;QTM55007 电气性能 公制 英制 注释 每平方表面电阻率 >= 1.00e+15 ohm >= 1.00e+15 ohm ASTM D257 热性能 公制 英制 注释 CTE,线性 110 µ m/m- °C @温度 -40.0 - 149 °C
组织工程中微管结构的有效复制仍然是一个巨大的挑战。在这项研究中,通过探索2种热敏感水凝胶 - 凝集素甲基丙烯酰基(gelma)和丝晶(Sill-Floyl)(用丝晶(丝晶),研究了通过收缩机制来创建复杂的高分辨率肾小管结构的温度反应性特征(PNIPAM),以创建复杂的高分辨率管状结构。系统的研究揭示了在高温(33-37°C)上对缩小行为的精确控制,这是聚合物浓度的函数。两种水凝胶类型的水凝胶尺寸从室温(RT)降低至33°C,从RT降低至37°C的40%。萎缩的效果可将机械性能提高,使凝胶凝胶凝胶的压缩模量增加约2.8倍,silkma-pnipam凝胶在37°C下在37°C上增加5.1倍。与体积打印相结合,这些材料的分辨率为≈20%的分辨率增强,可实现≈70%的功能,从而实现了≈70%的功能。秒,带有开放通道(≈50μm)。Gelma-PNIPAM水凝胶与Silkma-PNIPAM水凝胶相比显示出更好的细胞兼容性,从而促进细胞粘附和生存能力。这项研究证明了热敏化水凝胶具有工程师复杂的高分辨率管状结构的能力,具有大量打印 - 一种有效的途径,用于制造微观环境,模仿具有开发相关体外模型的天然组织。
物理特性 公制 英制 注释 比重 1.16 g/cc 1.16 g/cc ASTM D792 吸水率 0.30 % 0.30 % 浸泡,24 小时;ASTM D570(2) 饱和吸水率 7.0 % 7.0 % 浸泡; ASTM D570(2) 机械性能 公制 英制 注释 硬度,洛氏 M 85 85 ASTM D785 硬度,洛氏 R 115 115 ASTM D785 硬度,肖氏 D 85 85 ASTM D2240 拉伸强度 86.2 MPa 12500 psi ASTM D638 65°C (150°F) 时的拉伸强度 41.4 MPa 6000 psi ASTM D638 断裂伸长率 25 % 25 % ASTM D638 拉伸模量 3.31 GPa 480 ksi ASTM D638 弯曲强度 117 MPa 17000 psi ASTM D790 弯曲模量 3.17 GPa 460 ksi ASTM D790 压缩强度 110 MPa 16000 psi 10% Def.; ASTM D695 压缩模量 2.90 GPa 420 ksi ASTM D695 剪切强度 72.4 MPa 10500 psi ASTM D732 缺口悬臂梁冲击强度 0.267 J/cm 0.500 ft-lb/in ASTM D256 A 型摩擦系数,动态 0.20 0.20 干态与钢; QTM55007 K(磨损)系数 181 x 10 -8 mm ³ /NM 90.0 x 10 -10 in ³ -min/ft-lb-hr QTM 55010 极限压力速度 0.105 MPa-m/sec 3000 psi-ft/min 4:1 安全系数; QTM 55007 电气性能 公制 英制 注释 每平方表面电阻率 >= 1.00e+13 ohm >= 1.00e+13 ohm EOS/ESD S11.11 介电强度 13.8 kV/mm 350 kV/in 短期;ASTM D149 热性能 公制 英制 注释 CTE,线性 72.0 µ m/m- °C @温度 -40.0 - 149 °C
耐电弧性 IPC-650 2.5.1 秒 242 秒 242 弯曲强度 (MD) IPC-650 2.4.4 kpsi 24 16 N/mm 2 165 弯曲强度 (CD) IPC-650 2.4.4 kpsi 15 8 N/mm 2 103 拉伸强度 (MD) ASTM D 3039 psi 16,800 N/mm 2 116 拉伸强度 (CD) ASTM D 3039 psi 11,000 N/mm 2 75.8 杨氏模量 (MD) ASTM D 3039 psi 10 6 N/mm 2 8,343 杨氏模量 (CD) ASTM D 3039 psi 10 6 N/mm 2 7,171 泊松比 (MD) ASTM D 3039 0.14 0.14 泊松比 (CD) ASTM D 3039 0.10 0.10 断裂应变 (MD) ASTM D 3039 % 1.6 % 1.6 断裂应变 (CD) ASTM D 3039 % 1.4 % 1.4 压缩模量 (Z 轴) ASTM D 695 (23ºC) kpsi 385 N/mm 2 2,650 剥离强度 (1 盎司 VLP) IPC-650 2.4.8 (热应力) 磅/英寸 12 N/mm 2.1 剥离强度 (1 盎司 VLP) IPC-650 2.4.8.3 (150ºC ) (高温) 磅/英寸 14 N/mm 2.5 剥离强度 (1 盎司VLP)IPC-650 2.4.8秒5.2.3 (Proc. Chemicals) 磅/英寸 11 N/mm 2.0 密度 (比重) gm/cm 3 2.28 gm/cm 3 2.28 比热 ASTM E 1269 (DSC) (100ºC) J/g/K 0.99 J/g/K 0.99 热导率 ASTM F 433 W/M*K 0.29 W/M*K 0.29 T d (热分解温度) IPC-650 2.4.24.6 2% 重量损失 ºC 528 ºC 528 T d (热分解温度) IPC-650 2.4.24.6 5% 重量损失 ºC 547 ºC 547 CTE (x) IPC-650 2.4.41 (>RT - 125ºC) ppm/ºC 10 8 ppm/ºC 8 热膨胀系数 (y) IPC-650 2.4.41 (>RT - 125ºC) ppm/ºC 13 10 ppm/ºC 10 热膨胀系数 (z) IPC-650 2.4.41 (>RT - 125ºC) ppm/ºC 108 104 ppm/ºC 108
物理特性指标英语评论特定重力0.930 g/cc 0.930 g/cc ASTM D792吸水<= 0.010%<= 0.010%浸入,24小时; ASTM D570(2)饱和时吸水<= 0.010%<= 0.010%浸入; ASTM D570(2)机械性能公制英文评论硬度硬度,D 66 66 ASTM D2240拉伸强度40.0 MPA 5800 PSI ASTM D638在65°C(150°F)2.76 MPA 400 PSI ASTM D638 ESTM D638 ELONONS 3638 MODILE时,在65°C(150°F)的拉伸强度0.552 GPA 80.0 KSI ASTM D638弯曲强度24.1 MPA 3500 PSI ASTM D790弯曲模量0.600 GPA 87.0 KSI ASTM D790压缩强度20.7 MPA 3000 PSI 10%DEF。; ASTM D695压缩模量0.552 GPA 80.0 KSI ASTM D695剪切强度33.1 MPA 4800 PSI ASTM D732 IZOD IKST,NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB NB D256 A型摩擦系数,动态0.12 0.12 0.12 Dry Vs.钢铁; QTM55007砂浆10 10 1018钢= 100限制压力速度0.105 MPa-M/sec 3000 PSI-FT/min 4:1安全系数; QTM 55007电气特性公制英语评论每平方> = 1.00E+15欧姆> = 1.00e+15欧姆ASTM ASTM D257介电常数2.3 @frequencency 1e+6 Hz