Implanti za 3D štampanje - Metalni biomaterijali - Titanijumske legure
Prednosti:Biokompatibilnost, visoka specifična čvrstoća, visoka otpornost na koroziju, lagana, manje defekata fuzije tokom 3D štampanja
primjena:Metalni implantati kao što su zglobovi, lobanje, zubni implantati
Izazovi 3D štampanja titanijumskih implantata
Upotreba ortopedskih biomaterijala dramatično se povećala u posljednjih nekoliko godina kako stanovništvo stari i pacijenti žele održati isti nivo aktivnosti i kvaliteta života. Vođen ogromnom potražnjom za kliničkim ortopedskim biomaterijalima, inženjering koštanog tkiva se brzo razvijao, a niz ortopedskih biomaterijala je istražen i dizajniran. Biomaterijali na bazi željeza i magnezija naširoko se koriste uz pomoć 3D tehnologije. U poređenju s biomaterijalima na bazi željeza i magnezija, biomaterijali na bazi titana imaju visoku čvrstoću, nizak specifični modul i bolju biokompatibilnost. Biomaterijali pokazuju jedinstvene i konkurentske prednosti.
3D štampanje biomaterijala na bazi titana može se prilagoditi prema različitim potrebama pojedinaca. Ne samo da može proizvoditi složene strukture, već ima i prednosti bez premca u smislu cijene, proizvodnog ciklusa i personaliziranog prilagođavanja. Može snažno razviti ovu tehnologiju u ortopediji, stomatologiji, itd., i kardiovaskularnim aplikacijama. Međutim, ova tehnologija se još uvijek suočava s mnogim izazovima, kao što su kako uravnotežiti odnos između rasta porozne kosti i mehaničkih svojstava, izbor tehnologije aditivne proizvodnje i optimizacija parametara.
Better cooling
(1) Različite tehnologije 3D štampanja imaju razlike u brzini termičkog skeniranja, napajanju, brzini taloženja itd. U poređenju sa tradicionalnim procesima, proces pripreme 3D štampanja ima tipične karakteristike brzog grejanja i hlađenja, što zahteva preciznu kontrolu parametara procesa da bi se nabavite kvalitetne i pouzdane dijelove;
(2) Klasificirati i opisati topologiju koštanog tkiva, ističući da je jedan od načina smanjenja krutosti racionalna optimizacija topologije poroznog koštanog nadomjestaka, čime se smanjuje razlika u krutosti između koštane zamjene i kosti domaćina, čime se smanjuje stres pitanje zaštite.
(3) Analizira se uticaj karakteristika brzog zagrevanja i hlađenja na evoluciju mikrostrukture legura titanijuma, a mehanička svojstva se mogu poboljšati podešavanjem dvofaznog sastava i mikrostrukture;
(4) Naglašena biokompatibilnost i oseointegracija poroznih titanijumskih legura nakon implantacije; 3D štampani metali se bolje razvijaju razvojem moćnih digitalnih alata, kao što su modeli mašina i mašinsko učenje u kombinaciji sa metalurškim bazama znanja.
Ističe se da razvoj efikasne metode identifikacije i sertifikacije treba da zahteva dobro razumevanje parametara procesa i srodnih faktora koji utiču na performanse zamora. Za složene geometrije 3D štampanja kao što su porozne i rešetkaste strukture, potrebno je razviti bolje testiranje, metode skeniranja i nedestruktivne tehnike evaluacije.
Osim toga, kontinuirana primjena umjetne inteligencije i algoritama mašinskog učenja daje naučne smjernice za odabir parametara obrade, koji mogu poboljšati kvalitet dijelova i smanjiti troškove pokušaja i grešaka. A mašinsko učenje takođe može postepeno ažurirati odnos proces-mikrostruktura-svojstvo na osnovu iskustva. Naglašava se da bazu podataka za 3D štampanje treba snažno razvijati kako bi se postavili temelji za optimizaciju eksperimentalnog dizajna i ubrzanje personaliziranog prilagođavanja.