ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 3 2026 331 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Исследование влияния параметров процесса аддитивного производства на изготовление 3D-печатного прототипа таранной кости Девендра Агравал 1, a, *, Сушил Патил 1, b, Нитин Амбхоре 2, c, Динеш Вашимкар 2, d, Дхрув Агравал 3, e 1 Инженерный колледж С.В.П.М., Малегаон (Бк.), Университет Савитрибаи Пхуле, Пуна, 413115, Махараштра, Индия 2 Вишвакарма технологический институт, Университет Савитрибаи Пхуле, Пуна, 411048, Махараштра, Индия 3 Медицинский колледж KD, Матхура, 281401, Уттар-Прадеш, Индия Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2026 Том 28 № 3 с. 331–344 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2026-28.3-331-344 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Аддитивное производство (additive manufacturing, АM) представляет собой перспективную технологию, открывающую возможности ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 678.5.059; 616.718.8-089.843; 004.356.2 История статьи: Поступила: 28 мая 2026 Рецензирование: 13 июня 2026 Принята к печати: 14 августа 2026 Доступно онлайн: 15 сентября 2026 Ключевые слова: 3D-печать Аддитивное производство Моделирование методом наплавления (FDM) Полимолочная кислота (PLA) Таранная кость Серый реляционный анализ (GRA) Прототип АННОТАЦИЯ Введение. Аддитивное производство, в частности моделирование методом наплавления (FDM), позволяет изготавливать геометрически сложные детали без специальной оснастки, что особенно ценно для создания персонализированных медицинских изделий. Однако механические характеристики деталей из полимолочной кислоты (PLA) сильно зависят от сочетания параметров печати, а имеющиеся данные о совместном влиянии толщины слоя, температуры сопла и скорости потока материала на всю совокупность прочностных характеристик остаются фрагментарными, что затрудняет выбор режимов для анатомических прототипов. Цель работы – определить оптимальное сочетание параметров FDM-печати для деталей из PLA, обеспечивающее максимальный комплексный прочностной отклик, и изготовить по выявленным режимам полноразмерный персонализированный прототип таранной кости человека на основе данных компьютерной томографии. Материалы и методы. Реализована ортогональная матрица Taguchi L27 с тремя уровнями толщины слоя (0,1…0,3 мм), температуры сопла (190…210 °C) и скорости потока материала (95…105 %). Предел прочности при растяжении и модуль Юнга определяли в соответствии со стандартом ASTM D638-22 на универсальной испытательной машине при скорости траверсы 5 мм/мин; удельную энергию разрушения (вязкость) измеряли по стандарту ASTM D256-23 на маятниковом копре с надрезанными образцами по схеме Изода. Значимость факторов оценивали с помощью дисперсионного анализа (ANOVA), многоцелевую оптимизацию выполняли методом серого реляционного анализа (GRA). Геометрию изготовленного прототипа контролировали на координатно-измерительной машине. Результаты и обсуждение. Установлено, что доминирующим фактором для предела прочности при растяжении является скорость потока материала (вклад 50,3 %), для вязкости – также скорость потока (92,9 %), тогда как модуль Юнга определяется преимущественно толщиной слоя. Наивысший серый реляционный ранг (0,853) получен при толщине слоя 0,1 мм, температуре сопла 210 °C и скорости потока 105 %. Отклонения размеров изготовленного прототипа от данных КТ не превысили 0,2 мм, что подтверждает его пригодность в качестве мастер-модели для последующего изготовления имплантата из биосовместимого материала. Для цитирования: Исследование влияния параметров процесса аддитивного производства на изготовление 3D-печатного прототипа таранной кости / Д. Агравал, С. Патил, Н. Амбхоре, Д. Вашимкар, Д. Агравал // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2026. – Т. 28, № 3. – С. 331–344. – DOI: 10.17212/1994-6309-2026-28.3-331-344. ______ *Адрес для переписки Агравал Девендра, канд. техн. наук, доцент Инженерный колледж С.В.П.М., Малегаон (Бк.), Университет Савитрибаи Пхуле, 413115, Пуна, Махараштра, Индия Тел.: +91-9421054282, e-mail: dpagrawal@engg.svpm.org.in для создания геометрически сложных форм и архитектур, недостижимых при использовании традиционных методов обработки [1, 2]. Благодаря послойному принципу формирования изделий обеспечивается реализация конструкций высокой сложности без необходимости в соединительных элементах. В последние годы аддитивные технологии активно внедряются в медицинскую практику, что позволяет адаптировать продукцию под индивидуальные потребa https://orcid.org/0000-0002-2477-1841, dpagrawal@engg.svpm.org.in; b https://orcid.org/0000-0002-0547-6038, sspatil@engg.svpm.org.in; c https://orcid.org/0000-0001-8468-8057, nitin.ambhore@vit.edu; d https://orcid.org/0000-0002-1312-2619, dinesh.washimkar@vit.edu; e https://orcid.org/0009-0000-8547-9484, dhroovagrawal109@gmail.com
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1