Actual Problems in Machine Building 2021 Vol.8 N3-4

Actual Problems in Machine Building. Vol. 8. N 3-4. 2021 Innovative Technologies in Mechanical Engineering ____________________________________________________________________ 16 можно внедрять в обрабатывающие центры, что дополнительно расширяет производственные возможности. Для изготовления металлических изделий с пористой структурой наиболее часто применяют аддитивные технологии SLM ( Selective Laser Melting ) и EBM ( Electron Beam Melting ), которые позволяют воспроизводить высокоточные детали, зачастую не требующие постобработки. На рис. 2 изображена вертлужная чашка с пористой трабекулярной структурой, имитирующей костную ткань, созданная по технологии EBM , для замены тазобедренного сустава. По результатам исследования, проведенного в работе [13], было установлено, что представленная чашечка продемонстрировала хорошие краткосрочные и среднесрочные клинические результаты у наблюдаемых пациентов. Значительные достижения в области 3 D -печати металлом расширили возможности производства костных имплантатов с различными пористыми структурами. В работе [14] приводится подробный обзор применяющихся в медицине структур заполнения, по результатам которого сделан вывод о том, что наиболее часто для имплантатов применяется решетчатая структура с размерами пор от 400 до 500 мкм и процентом пористости от 60 до 70%. При этом отмечается, что остальные типы структуры на данный момент мало изучены, ввиду чего невозможно сделать однозначного заключения о том, что такой вариант является наилучшим. Рис.2. Вертлужная чашка с внутренней пористой структурой. Не менее интересной областью, в которой нашли применение изделия оптимальной топологии с внутренней пористой структурой, является производство деталей велосипедов [15], где снижение веса при сохранении стабильности, маневренности и удобства использования имеет большое значение. Подобные исследования свидетельствуют о высокой практической значимости изучения вопросов изготовления изделий с применением аддитивных технологий и их массового внедрения в производство. Выводы Исходя из проведенного анализа литературы, можно сделать вывод, что применение аддитивных технологий в совокупности с топологической оптимизацией позволит найти новые решения в области проектирования и изготовления конструкций различного назначения. При этом решается проблема наиболее эффективного использования материала в рамках конкретной задачи с учетом требований, предъявляемых к изделию. Создание пористой структуры позволяет дополнительно улучшить эксплуатационные характеристики деталей при значительном снижении массы, а также дает возможность расширить функциональные возможности изделий.