Impianti di stampa 3D - Biomateriali metallici - Leghe di titanio
vantaggi:Biocompatibilità, elevata resistenza specifica, elevata resistenza alla corrosione, leggerezza, meno difetti di fusione durante la stampa 3D
Applicazione:Impianti metallici come articolazioni, crani, impianti dentali
Sfide della stampa 3D di impianti in titanio
L'uso di biomateriali ortopedici è aumentato notevolmente negli ultimi anni poiché la popolazione invecchia e i pazienti desiderano mantenere lo stesso livello di attività e qualità della vita. Spinta dall'enorme domanda di biomateriali ortopedici clinici, l'ingegneria del tessuto osseo si è sviluppata rapidamente e una serie di biomateriali ortopedici è stata studiata e progettata. I biomateriali a base di ferro e magnesio sono stati ampiamente utilizzati con l'aiuto della tecnologia 3D. Rispetto ai biomateriali a base di ferro e magnesio, i biomateriali a base di titanio hanno un'elevata resistenza, un basso modulo specifico e una migliore biocompatibilità. I biomateriali presentano vantaggi unici e competitivi.
La stampa 3D di biomateriali a base di titanio può essere personalizzata in base alle diverse esigenze degli individui. Non solo può realizzare strutture complesse, ma ha anche vantaggi ineguagliabili in termini di costi, ciclo di produzione e personalizzazione personalizzata. Può sviluppare vigorosamente questa tecnologia in ortopedia, odontoiatria, ecc. e applicazioni cardiovascolari. Tuttavia, questa tecnologia deve ancora affrontare molte sfide, come come bilanciare la relazione tra crescita ossea porosa e proprietà meccaniche, la scelta della tecnologia di produzione additiva e l'ottimizzazione dei parametri.
Better di raffreddamento
(1) Diverse tecnologie di stampa 3D presentano differenze in termini di velocità di scansione termica, alimentazione, velocità di deposizione, ecc. Rispetto ai processi tradizionali, il processo di preparazione della stampa 3D ha le caratteristiche tipiche di riscaldamento e raffreddamento rapidi, che richiedono un controllo preciso dei parametri di processo per ottenere parti di alta qualità e affidabili;
(2) Classificare e descrivere la topologia del tessuto osseo, sottolineando che un modo per ridurre la rigidità è ottimizzare razionalmente la topologia del sostituto osseo poroso, riducendo così la differenza di rigidità tra il sostituto osseo e l'osso ospite, alleviando così lo stress domanda di schermatura.
(3) Viene analizzata l'influenza delle caratteristiche di riscaldamento e raffreddamento rapidi sull'evoluzione della microstruttura delle leghe di titanio e le proprietà meccaniche possono essere migliorate regolando la composizione e la microstruttura a due fasi;
(4) Sottolineato la biocompatibilità e l'osteointegrazione delle leghe porose di titanio dopo l'impianto; I metalli stampati in 3D vengono sviluppati meglio sviluppando potenti strumenti digitali, come modelli di macchine e apprendimento automatico combinati con basi di conoscenze metallurgiche.
Si sottolinea che lo sviluppo di un metodo efficace di identificazione e certificazione dovrebbe richiedere una buona conoscenza dei parametri di processo e dei relativi fattori che influenzano le prestazioni a fatica. Per geometrie di stampa 3D complesse come strutture porose e reticolari, è necessario sviluppare test, metodi di scansione e tecniche di valutazione non distruttive migliori.
Inoltre, l'applicazione continua dell'intelligenza artificiale e degli algoritmi di apprendimento automatico fornisce una guida scientifica per la selezione dei parametri di elaborazione, che possono migliorare la qualità delle parti e ridurre il costo di tentativi ed errori. E l'apprendimento automatico può anche aggiornare gradualmente la relazione processo-microstruttura-proprietà in base all'esperienza. Si sottolinea che il database di stampa 3D dovrebbe essere sviluppato vigorosamente per gettare le basi per ottimizzare la progettazione sperimentale e accelerare la personalizzazione personalizzata.