3D-utskriftsimplantat - Metallbiomaterial - Titanlegeringar
Fördelar:Biokompatibilitet, hög specifik hållfasthet, hög korrosionsbeständighet, lätt vikt, färre fusionsdefekter under 3D-utskrift
Ansökan:Metallimplantat som leder, dödskallar, tandimplantat
Utmaningar med 3D-utskrift av titanimplantat
Användningen av ortopediska biomaterial har ökat dramatiskt under de senaste åren eftersom befolkningen åldras och patienterna önskar behålla samma aktivitetsnivå och livskvalitet. Driven av den enorma efterfrågan på kliniska ortopediska biomaterial har benvävnadsteknik utvecklats snabbt och en serie ortopediska biomaterial har undersökts och designats. Järnbaserade och magnesiumbaserade biomaterial har använts flitigt med hjälp av 3D-teknik. Jämfört med järnbaserade och magnesiumbaserade biomaterial har titanbaserade biomaterial hög hållfasthet, låg specifik modul och bättre biokompatibilitet. Biomaterial uppvisar unika och konkurrenskraftiga fördelar.
3D-utskrift titanbaserade biomaterial kan anpassas efter individens olika behov. Det kan inte bara tillverka komplexa strukturer, utan har också oöverträffade fördelar när det gäller kostnad, tillverkningscykel och personlig anpassning. Den kan kraftfullt utveckla denna teknik inom ortopedi, tandvård, etc. och kardiovaskulära tillämpningar. Denna teknik står dock fortfarande inför många utmaningar, såsom hur man balanserar förhållandet mellan porös bentillväxt och mekaniska egenskaper, valet av additiv tillverkningsteknik och parameteroptimering.
Befter kylning
(1) Olika 3D-utskriftstekniker har skillnader i termisk skanningshastighet, strömförsörjning, avsättningshastighet, etc. Jämfört med traditionella processer har 3D-utskriftsförberedelseprocessen de typiska egenskaperna för snabb uppvärmning och kylning, vilket kräver exakt kontroll av processparametrar för att få högkvalitativa och pålitliga delar;
(2) Klassificera och beskriv benvävnadens topologi, och påpeka att ett sätt att minska styvheten är att rationellt optimera topologin för det porösa bensubstitutet, och därigenom minska skillnaden i styvhet mellan bensubstitutet och värdbenet, och därigenom lindra stress. skärmningsfråga.
(3) Inverkan av egenskaperna hos snabb uppvärmning och kylning på mikrostrukturutvecklingen hos titanlegeringar analyseras, och de mekaniska egenskaperna kan förbättras genom att justera tvåfassammansättningen och mikrostrukturen;
(4) betonade biokompatibiliteten och osseointegrationen av porösa titanlegeringar efter implantation; 3D-tryckta metaller utvecklas bättre genom att utveckla kraftfulla digitala verktyg, såsom maskinmodeller och maskininlärning i kombination med metallurgiska kunskapsbaser.
Det påpekas att utvecklingen av en effektiv identifierings- och certifieringsmetod bör kräva ett bra grepp om de processparametrar och relaterade faktorer som påverkar utmattningsprestandan. För komplexa 3D-utskriftsgeometrier som porösa strukturer och gitterstrukturer behöver bättre testning, skanningsmetoder och oförstörande utvärderingstekniker utvecklas.
Dessutom ger den kontinuerliga tillämpningen av artificiell intelligens och maskininlärningsalgoritmer vetenskaplig vägledning för valet av bearbetningsparametrar, vilket kan förbättra kvaliteten på delar och minska kostnaderna för trial and error. Och maskininlärning kan också gradvis uppdatera process-mikrostruktur-egenskapsrelationen baserat på erfarenhet. Det betonas att 3D-utskriftsdatabasen bör utvecklas kraftfullt för att lägga grunden för att optimera experimentell design och påskynda personlig anpassning.