OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 3 2026 333 MATERIAL SCIENCE равновесия тела и допускает боковые смещения стопы. Она выполняет опорную и защитную функции по отношению к связкам голеностопного сустава, пятки и стопы. Седловидное строение с двумя расширенными нижними концами и куполообразным гребнем в средней части, а также покрытие хрящевым слоем, выполняющим роль амортизатора, прокладки и смазки, обеспечивают плавную биомеханику сустава. В отличие от многих других костных структур астрагал не имеет прямых мышечных прикреплений. При его переломах может потребоваться хирургическая репозиция либо физиотерапевтическое восстановление силы и подвижности. Для диагностики состояния таранной кости наиболее часто применяется денситометрия (DEXA- или DXAсканирование). Основной целью настоящей работы является использование аддитивного производства на основе метода послойного наплавления (FDM) для создания персонализированного трехмерного прототипа таранной кости человека с применением STL-данных, полученных методом компьютерной томографии. В исследовании также изучается влияние ключевых параметров FDM-процесса – высоты слоя, температуры сопла и расхода материала – на механические свойства образцов, изготовленных из полимолочной кислоты (PLA). Механические характеристики оцениваются по пределу прочности при растяжении, модулю Юнга и вязкости с использованием стандартизированных методик испытаний. Для оптимизации параметров FDM-печати применяется серый реляционный анализ (GRA), который позволяет определить оптимальную комбинацию технологических настроек, обеспечивающую максимальные интегральные механические показатели PLA-образцов. В настоящем исследовании аддитивное производство на основе технологии послойного наплавления (FDM) применяется для разработки прототипа таранной кости человека. Оптимизация ключевых параметров печати – толщины слоя (мм), температуры сопла (°C) и расхода материала (%) – осуществляется с использованием метода серого реляционного анализа (GRA) применительно к таким механическим характеристикам PLA, как предел прочности при растяжении (МПа), модуль Юнга (ГПа) и вязкость разрушения (Дж/мм2). Влияние указанных технологических факторов на выходные свойства материала исследуется экспериментально, а для выявления статистически значимых параметров процесса применяется дисперсионный анализ (ANOVA). На основе полученных результатов определяется оптимальный набор параметров печати, предназначенный для изделий биомедицинского назначения, в частности для изготовления индивидуализированной модели таранной кости. Исходные геометрические данные формируются на основе компьютерной томографии (КТ) пациента с последующей генерацией файла в формате STL. Для верификации геометрического соответствия проводится сравнительный анализ размеров нативной таранной кости взрослого человека и аддитивно изготовленного прототипа в условиях измерительной лаборатоРис. 1. Морфология таранной кости Fig. 1. Morphology of the talus bone Рис. 2. Анатомическое расположение таранной кости в составе голеностопного сустава Fig. 2. Anatomical location of the talus bone within the ankle joint
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1