Implantati za 3D tiskanje - Kovinski biomateriali - Titanove zlitine
Prednosti:Biokompatibilnost, visoka specifična trdnost, visoka odpornost proti koroziji, lahka teža, manj napak pri zlitju med 3D tiskanjem
Uporaba:Kovinski vsadki, kot so sklepi, lobanje, zobni vsadki
Izzivi 3D tiskanja titanovih vsadkov
Uporaba ortopedskih biomaterialov se je v zadnjih nekaj letih dramatično povečala, saj se prebivalstvo stara in bolniki želijo ohraniti enako raven aktivnosti in kakovosti življenja. Zaradi velikega povpraševanja po kliničnih ortopedskih biomaterialih se je inženiring kostnega tkiva hitro razvil, raziskan in zasnovan je bil niz ortopedskih biomaterialov. Biomateriali na osnovi železa in magnezija so bili široko uporabljeni s pomočjo 3D tehnologije. V primerjavi z biomateriali na osnovi železa in magnezija imajo biomateriali na osnovi titana visoko trdnost, nizek specifični modul in boljšo biokompatibilnost. Biomateriali imajo edinstvene in konkurenčne prednosti.
3D-tiskanje biomaterialov na osnovi titana je mogoče prilagoditi glede na različne potrebe posameznikov. Ne samo, da lahko izdeluje zapletene strukture, ampak ima tudi neprimerljive prednosti v smislu stroškov, proizvodnega cikla in prilagojene prilagoditve. To tehnologijo lahko močno razvija v ortopediji, zobozdravstvu itd. in kardiovaskularnih aplikacijah. Vendar se ta tehnologija še vedno sooča s številnimi izzivi, na primer, kako uravnotežiti razmerje med rastjo porozne kosti in mehanskimi lastnostmi, izbiro tehnologije aditivne proizvodnje in optimizacijo parametrov.
Better hlajenje
(1) Različne tehnologije 3D-tiskanja imajo razlike v hitrosti termičnega skeniranja, napajanju, hitrosti nanašanja itd. V primerjavi s tradicionalnimi postopki ima postopek priprave 3D-tiskanja tipične značilnosti hitrega segrevanja in hlajenja, kar zahteva natančen nadzor procesnih parametrov za pridobite visokokakovostne in zanesljive dele;
(2) Klasificirajte in opišite topologijo kostnega tkiva ter poudarite, da je eden od načinov za zmanjšanje togosti racionalna optimizacija topologije poroznega kostnega nadomestka, s čimer se zmanjša razlika v togosti med kostnim nadomestkom in gostiteljsko kostjo, s čimer se ublaži stres zaščitno vprašanje.
(3) Analiziran je vpliv značilnosti hitrega segrevanja in ohlajanja na razvoj mikrostrukture titanovih zlitin, mehanske lastnosti pa je mogoče izboljšati s prilagajanjem dvofazne sestave in mikrostrukture;
(4) poudaril biokompatibilnost in osteointegracijo poroznih titanovih zlitin po implantaciji; 3D-tiskane kovine je bolje razviti z razvojem zmogljivih digitalnih orodij, kot so modeli strojev in strojno učenje v kombinaciji z bazami metalurškega znanja.
Poudarjeno je, da mora razvoj učinkovite metode identifikacije in certificiranja zahtevati dobro razumevanje procesnih parametrov in z njimi povezanih dejavnikov, ki vplivajo na učinkovitost utrujenosti. Za kompleksne geometrije 3D-tiskanja, kot so porozne in mrežaste strukture, je treba razviti boljše testiranje, metode skeniranja in tehnike nedestruktivnega ocenjevanja.
Poleg tega stalna uporaba algoritmov umetne inteligence in strojnega učenja zagotavlja znanstvene smernice za izbiro parametrov obdelave, ki lahko izboljšajo kakovost delov in zmanjšajo stroške poskusov in napak. In strojno učenje lahko na podlagi izkušenj postopoma posodobi razmerje proces-mikrostruktura-lastnost. Poudarjeno je, da je treba bazo podatkov o 3D-tiskanju močno razvijati, da bi postavili temelje za optimizacijo eksperimentalnega načrtovanja in pospešitev personaliziranega prilagajanja.