3D-printimisimplantaadid - metallist biomaterjalid - titaanisulamid
Eelised:Bioühilduvus, kõrge eritugevus, kõrge korrosioonikindlus, kerge, vähem termotuumasünteesi defekte 3D-printimise ajal
Rakendus:Metallimplantaadid nagu liigesed, koljud, hambaimplantaadid
Titaanimplantaatide 3D-printimise väljakutsed
Ortopeediliste biomaterjalide kasutamine on viimastel aastatel järsult suurenenud, kuna elanikkond vananeb ja patsiendid soovivad säilitada sama aktiivsuse ja elukvaliteedi. Ajendatuna tohutust nõudlusest kliiniliste ortopeediliste biomaterjalide järele, on luukoe insener kiiresti arenenud ning uuritud ja kavandatud on mitmeid ortopeedilisi biomaterjale. Raua- ja magneesiumipõhiseid biomaterjale on laialdaselt kasutatud 3D-tehnoloogia abil. Võrreldes raua- ja magneesiumipõhiste biomaterjalidega on titaanipõhistel biomaterjalidel suur tugevus, madal spetsiifiline moodul ja parem bioühilduvus. Biomaterjalidel on ainulaadsed ja konkurentsieelised.
Titaanipõhiste biomaterjalide 3D-printimist saab kohandada vastavalt üksikisikute erinevatele vajadustele. See ei saa mitte ainult toota keerulisi struktuure, vaid sellel on ka võrreldamatud eelised kulude, tootmistsükli ja isikupärastatud kohandamise osas. See võib seda tehnoloogiat jõuliselt arendada ortopeedias, hambaravis jne ja kardiovaskulaarsetes rakendustes. Kuid see tehnoloogia seisab endiselt silmitsi paljude väljakutsetega, näiteks kuidas tasakaalustada poorse luu kasvu ja mehaaniliste omaduste vahelist seost, lisaainete tootmise tehnoloogia valikut ja parameetrite optimeerimist.
Betterjahutus
(1) Erinevatel 3D-printimistehnoloogiatel on erinevusi termoskaneerimise kiiruses, toiteallikas, sadestuskiiruses jne. Võrreldes traditsiooniliste protsessidega on 3D-printimise ettevalmistamise protsessil kiire kuumutamise ja jahutamise tüüpilised omadused, mis nõuavad kvaliteetsete ja usaldusväärsete osade saamiseks protsessi parameetrite täpset juhtimist;
(2) Klassifitseerige ja kirjeldage luukoe topoloogiat, märkides, et üks viis jäikuse vähendamiseks on poorse luuasendaja topoloogia ratsionaalne optimeerimine, vähendades seeläbi luuasendaja ja peremeesluu jäikuse erinevust, leevendades seeläbi stressi varjestuse küsimust.
(3) Analüüsitakse kiire kuumutamise ja jahutamise omaduste mõju titaanisulamite mikrostruktuuri arengule ning mehaanilisi omadusi saab parandada kahefaasilise koostise ja mikrostruktuuri reguleerimisega;
(4) rõhutas poorsete titaanisulamite biosobivust ja osseointegratsiooni pärast implanteerimist; 3D-prinditud metalle arendatakse paremini, arendades võimsaid digitaalseid tööriistu, nagu masinamudelid ja masinõpe koos metallurgialiste teadmistebaasidega.
Juhitakse tähelepanu sellele, et tõhusa identifitseerimis- ja sertifitseerimismeetodi väljatöötamine peaks nõudma väsimuse jõudlust mõjutavate protsessi parameetrite ja nendega seotud tegurite head mõistmist. Keerukate 3D-printimise geomeetriate, näiteks poorsete ja võrestruktuuride jaoks tuleb välja töötada paremad testimis-, skaneerimismeetodid ja mittepurustavad hindamismeetodid.
Lisaks annab tehisintellekti ja masinõppe algoritmide pidev rakendamine teaduslikke juhiseid töötlemisparameetrite valimiseks, mis võivad parandada osade kvaliteeti ja vähendada katse- ja veakulusid. Ja masinõpe võib ka järk-järgult uuendada protsessi-mikrostruktuuri-atribuudi suhet kogemuste põhjal. Rõhutatakse, et 3D-printimise andmebaas tuleks jõuliselt välja töötada, et panna alus eksperimentaalse disaini optimeerimisele ja isikupärastatud kohandamise kiirendamisele.