计算机辅助硅胶假体建模、分析与制作方法.PDF

第 49 卷 第 3 期 工 程 科 学 与 技 术 Vol. 49 No. 3 2017 年 5 月 ADVANCED ENGINEERING SCIENCES May 2017 •机械工程• DOI: 10.15961/j.jsuese.201601199 计算机辅助硅胶假体建模、分析与制作方法 王　素，王鹏举，徐　亮，杨洋洋，陈东华，吴晓南 ( 四川大学 制造科学与工程学院，四川 成都 610065) 摘　要:为研究计算机辅助硅胶假体制作方法，以双组分硅橡胶为研究对象，参照人体用硅胶假体几何特征并根 据普通小鼠乳房特性，综合考虑温度和材料属性参数，进行计算机辅助3维建模和模具、假体温度场数值模拟，分 析假体表面实际受热温度与模具加热温度（以下简称模温）吻合情况；基于有限元分析方法，模拟假体模型受载 状况，从柔软度和疲劳寿命2个方面探讨假体模型在修复胸壁软组织缺损中应用的可行性；基于打印材料和制作 工艺，分析假体制备试验可行性，然后采用3D打印技术设计制备模具；综合考虑粘膜效应影响和交联反应效率， 模温分别取5、25 、60 ℃，进行硅胶假体制备实验。通过不同的硅胶与固化剂配比和模温处理，比较不同配比和模 温对制备假体柔软度、黏度和脱模耗时的影响；基于最小二乘曲线拟合原理，数据优化分析，检验回归方程显著 性，确定配比与模温。实验结果表明，一定范围内，配比对假体影响显著，模温对其影响甚微。当硅胶与固化剂配 比为10∶0.43，模温为55 ℃时，所得假体具有良好柔韧性等特点。 关键词:硅胶假体；3维建模；有限元分析；3D打印；配比；模温；优化分析 中图分类号:TB1；R62　　　　　文献标志码:A　　　　　文章编号:2096-3246（2017 ）03-0209-08 Computer-aided Modeling Analysis and Manufacturing Approach for Silicone Prosthesis WANG Su，WANG Pengju，XU Liang ，YANG Yangyang，CHENG Donghua，WU Xiaonan (School of Manufacturing Sci. and Eng., Sichuan Univ., Chengdu 610065, China) Abstract : Computer-aided manufacturing approach for silicone prosthesis with two-component silicone rubber was studied and modeled by 3D modeling.The model was based on temperature,material parameters and geometric features for body and normal mice.The temperature difference between mold and prosthesis surface was discussed by numerical simulation on the temperature field of die and prosthesis.The feasibility of the modeling in repairing the soft tissue defect of chest wall was validated by applying phantom load from softness and fatigue life.The verification was based on finite eleme