Импланти за 3D печат - Метални биоматериали - Титанови сплави
Предимства:Биосъвместимост, висока специфична якост, висока устойчивост на корозия, леко тегло, по-малко дефекти при сливане по време на 3D печат
Приложение:Метални импланти като стави, черепи, зъбни импланти
Предизвикателства при 3D отпечатване на титаниеви импланти
Използването на ортопедични биоматериали се увеличи драстично през последните няколко години, тъй като населението застарява и пациентите желаят да поддържат същото ниво на активност и качество на живот. Водено от огромното търсене на клинични ортопедични биоматериали, инженерството на костната тъкан се разви бързо и серия от ортопедични биоматериали бяха изследвани и проектирани. Биоматериалите на основата на желязо и магнезий са широко използвани с помощта на 3D технология. В сравнение с биоматериалите на основата на желязо и магнезий, биоматериалите на базата на титан имат висока якост, нисък специфичен модул и по-добра биосъвместимост. Биоматериалите показват уникални и конкурентни предимства.
3D печатът на базирани на титан биоматериали може да бъде персонализиран според различните нужди на индивидите. Той може не само да произвежда сложни структури, но също така има несравними предимства по отношение на разходите, производствения цикъл и персонализираното персонализиране. Той може енергично да развива тази технология в ортопедията, стоматологията и др., както и в сърдечно-съдови приложения. Тази технология обаче все още е изправена пред много предизвикателства, като например как да се балансира връзката между растежа на порестата кост и механичните свойства, изборът на технология за производство на добавки и оптимизирането на параметрите.
Bетерно охлаждане
(1) Различните технологии за 3D печат имат разлики в скоростта на термично сканиране, захранването, скоростта на отлагане и т.н. В сравнение с традиционните процеси, процесът на подготовка за 3D печат има типичните характеристики на бързо нагряване и охлаждане, което изисква прецизен контрол на параметрите на процеса за получаване на висококачествени и надеждни части;
(2) Класифицирайте и опишете топологията на костната тъкан, като посочите, че един от начините за намаляване на твърдостта е рационално оптимизиране на топологията на порестия костен заместител, като по този начин се намали разликата в твърдостта между костния заместител и костта приемник, като по този начин се облекчи стресът екраниращ въпрос.
(3) Анализира се влиянието на характеристиките на бързото нагряване и охлаждане върху развитието на микроструктурата на титанови сплави и механичните свойства могат да бъдат подобрени чрез регулиране на двуфазния състав и микроструктура;
(4) Подчертава биосъвместимостта и остеоинтеграцията на порести титанови сплави след имплантиране; 3D отпечатаните метали се развиват по-добре чрез разработване на мощни дигитални инструменти, като машинни модели и машинно обучение, комбинирани с бази от металургични знания.
Посочва се, че разработването на ефективен метод за идентификация и сертифициране трябва да изисква добро разбиране на параметрите на процеса и свързаните с тях фактори, които влияят върху характеристиките на умора. За сложни геометрии на 3D печат, като порести и решетъчни структури, трябва да се разработят по-добри методи за тестване, сканиране и техники за безразрушителна оценка.
В допълнение, непрекъснатото прилагане на изкуствен интелект и алгоритми за машинно обучение предоставя научни насоки за избор на параметри на обработка, които могат да подобрят качеството на частите и да намалят разходите за опит и грешка. И машинното обучение може също постепенно да актуализира връзката процес-микроструктура-свойство въз основа на опита. Подчертава се, че базата данни за 3D печат трябва да бъде енергично развита, за да постави основата за оптимизиране на експерименталния дизайн и ускоряване на персонализираното персонализиране.