1, Технички принцип: синергијски ефекат избора материјала и оптимизације конструкције
Срж технологије металне 3Д штампања за побољшање поновне употребе медицинских уређаја лежи у њеном јединственом одабиру материјала и могућностима оптимизације структуре
Избор материјала:
Легура титанијума (Ти6Ал4В): Као најчешће коришћени медицински метал, на површини легуре титанијума спонтано се формира густ заштитни слој од титанијум диоксида (ТиО ₂), који се ефикасно одупире корозији телесних течности. Његова одлична биокомпатибилност и механичка својства чине га пожељним материјалом за ортопедске имплантате и зубне надокнаде.
Легура кобалт хрома: показује одличну отпорност на хабање и тврдоћу у окружењима високог трења, а оксидни филм формиран на површини додатно повећава отпорност на корозију. Широко се користи у областима као што су вештачки зглобови и кардиоваскуларни стентови.
Порозна структура титанијума: Порозни титанијум произведен технологијом ласерског топљења слоја праха (ПБФ-ЛБ) не само да прилагођава крутост имплантата и промовише раст коштаног ткива, већ његова сложена структура пора такође олакшава циркулацију течности и смањује ризик од локалне корозије.
Оптимизација структуре:
Комплексни дизајн пора: Сложене структуре пора које је тешко постићи традиционалним техникама могу се лако постићи у металном 3Д штампању. Ове поре не само да смањују тежину опреме, већ и побољшавају издржљивост и поновну употребу опреме оптимизујући дистрибуцију напрезања, смањујући вероватноћу појаве корозије.
Функционално класификовани материјали: Постизањем градијентних промена у саставу материјала унутар исте компоненте, отпорност на корозију се може побољшати у одређеним областима уз одржавање укупне чврстоће и жилавости структуре.
2, Технички изазови и решења: Прелазак са лабораторија на апликације великих размера
Иако је технологија 3Д штампања метала показала значајне предности у побољшању поновне употребе медицинских уређаја, њена примена великих-размера и даље се суочава са неким изазовима:
Материјална ограничења:
Питање трошкова: Материјали високих перформанси као што су легуре титанијума имају високе трошкове, што ограничава примену медицинских уређаја за једнократну употребу. Решење укључује истраживање јефтиних-материјала као што је медицински нерђајући челик (као што је 316Л) и смањење трошкова материјала кроз-производњу великих размера.
Разградиви материјали: Карактеристике брзе деградације биоразградивих материјала као што су легуре магнезијума и легуре цинка ин виво захтевају даљу оптимизацију кроз легирање или површинску обраду како би се постигле контролисане стопе разградње.
Тачност штампања и накнадна{0}}обрада:
Уједначеност фине структуре: Уједначеност структуре пора (као што је величина пора од 0,5 мм) утиче на отпорност на корозију и механичка својства опреме. Прецизност штампања треба да се побољша оптимизацијом параметара штампања као што су снага ласера и брзина скенирања.
Технологија накнадне обраде: Након штампања, опрема треба да прође накнадну{0}}обраду као што је полирање и брушење да би се уклонили површински дефекти, побољшала отпорност на корозију и биокомпатибилност.
Проблеми са стерилизацијом и кваром:
Поновљена топлотна стерилизација може довести до квара материјала као што су легуре титанијума и полимери. Морамо да развијемо специјализоване медицинске материјале који су отпорни на високе температуре и хемијску корозију, или да користимо методе стерилизације на ниским{1}}температурама као што су стерилизација етилен оксидом, гама зрачење итд.
хттпс://ввв.цхина-3дпринтинг.цом/метал-3д-принтинг/дмлс-3д-принтинг-цоппер-хеатсинк.хтмл