Presentazioni e Articoli Tecnici

为研究355nm紫外纳秒激光扫描加工过程中骨组织的能量沉积、热累积及材料去除行为，建立了与真实加工参数相对应的多尺度数值仿真模型。以牛皮质骨为研究对象，首先基于实验加工状态对有效烧蚀阈值进行标定，并结合单脉冲能量与空间脉冲密度分析不同激光工艺参数对烧蚀起始及累积去除行为的影响。在此基础上，建立三维瞬态移动激光高斯热源模型，将平均功率、重复频率、扫描速度、扫描遍数及光斑尺寸等实际工艺参数直接引入模型，并通过局部网格与时间步长收敛分析保证激光作用区域温度场计算的稳定性和空间分辨能力。针对多遍扫描过程中固定几何模型难以反映已去除材料对后续激光作用影响的问题，进一步引入材料去除与表面演化机制，使激光作用界面能够随烧蚀过程逐步更新，从而模拟多遍扫描条件下切槽的连续形成过程。最终以实验获得的槽深、槽宽及碳化范围等结果作为模型验证依据，提取完整切槽深度分布、槽宽、去除体积及热损伤区域等特征参数，并分析功率、重复频率、扫描速度和扫描遍数对骨组织烧蚀形貌及热累积行为的影响。综上，该模型旨在建立激光工艺参数、能量输入、热响应与切槽几何形貌之间的定量联系，为355 nm紫外纳秒激光骨组织精细切槽过程的参数优化及加工质量预测提供数值分析基础。