Baserat på digitala modellfiler använder metall 3D-tryckning som kallas metalltilläggstillverkning metallpulver eller ledningar för att lägga föremål lager för lager. Den grundläggande idén är att skära 3D-modellen för att producera en sekvens av 2D-tvärsnittsdata, sedan hantera tryckutrustningen för att smälta eller binda metallmaterialskiktet med lager beroende på denna tvärsnittsdata, och sist stapla dem för att bilda ett 3D-fast ämne.
Mycket anpassad kan denna medicinska utrustning anpassa sig till de unika variationerna och specifika kraven från patienter och därmed förbättra behandlingens precision och effekt.
Fler möjligheter för kreativ design av medicintekniska produkter presenteras av potentialen för komplex strukturtillverkning för att tillverka geometriska former och intrikata interna strukturer svåra att få med konventionella bearbetningstekniker.
Att använda en skikt-för-skiktsstackningsteknik hjälper till att minska materialavfall och tillverkningskostnader genom att uppnå en hög materialanvändningsgrad.
Topologoptimering är ett sätt att designa strukturer med hjälp av matematik som automatiskt ordnar material i ett visst utrymme baserat på krafterna som verkar på det, vilket hjälper till att få strukturen att fungera bättre. Topologisk optimering i metall 3D-utskrift kan ta bort onödiga delar från materialet samtidigt som de är viktiga bärande strukturer, vilket möjliggör lättare konstruktion av medicinsk utrustning som fortfarande är starka och styva. I ortopedisk implantatdesign kan till exempel topologoptimering appliceras för att skapa implantat med intrikata inre porsystem, sänka vikten och främja tillväxten och fusionen av benvävnad.
Hög specifik styrka, stor specifik styvhet och enastående energiabsorptionskapacitet definierar den strukturella formen som kallas gitterstrukturer, som är gjorda av periodiskt organiserade stavar eller noder. Noggrann tillverkning av flera gitterstrukturer som möjliggörs genom 3D -utskrift med metall kan appliceras på medicinsk utrustning för att förbättra mekaniska egenskaper hos strukturer och uppnå lätt design utan att öka materialförbrukningen. För tandimplantat hjälper till exempel en gitterstrukturdesign att förbättra bindningsstyrkan med den omgivande benvävnaden samtidigt som implantatvikten sänks.
Rimlig materialfördelning bestäms beroende på behoven hos olika områden i komponenten för materialegenskaper, medan multimaterialutskriftsteknologi låter användningen av metallmaterial med olika egenskaper i samma del. Metallmaterial med hög styrka och höghårdhet, till exempel, kan användas för delar som bär betydande stress i kirurgiska instrument; Lätt och korrosionsbeständiga metallmaterial kan användas för andra delar, vilket optimerar prestanda för de kirurgiska instrumenten.
Även om 3D -tryckteknik för metall kan använda många metallmaterial, är de typer av metallmaterial som nu är tillgängliga för det medicinska området fortfarande begränsade, och prestandan för vissa material kan inte helt uppfylla kriterierna för lättvikt. Till exempel har vissa lätta metallmaterial ganska dålig styrka och korrosionsbeständighet, så mer materiell forskning och utveckling krävs.
Metallutrustning för 3D -utskrift är ganska dyr, och utskriftsmetoden kräver mycket metallpulver eller metalltråd och därmed genererar något höga produktionskostnader för metall 3D -tryckta medicinska föremål. Detta begränsar något den omfattande användningen av metall 3D -utskrift för lätt medicinsk utrustning.
Defekter inklusive porer och sprickor kan uppstå under processen med metall 3D -utskrift, vilket påverkar prestandan och kvaliteten på medicinsk utrustning. Därför måste vi upprätta en rigorös kvalitetskontrollmekanism för att säkerställa kvaliteten och säkerheten för metall 3D -tryckt lätt medicinsk utrustning.