استنادًا إلى ملفات النماذج الرقمية ، تسمى الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد تسمى مسحوق أو أسلاك المعادن المعدنية للتصنيع المعدنية للطبقة. تتمثل الفكرة الأساسية في تقطيع النموذج ثلاثي الأبعاد لإنتاج تسلسل من البيانات المستعرضة ثنائية الأبعاد ، ثم إدارة معدات الطباعة لذوبان أو ربط طبقة المادة المعدنية حسب الطبقة اعتمادًا على هذه البيانات المستعرضة ، وأخيراً ، تكديسها لتشكيل صلبة ثلاثية الأبعاد.
مخصصة للغاية ، يمكن أن تتكيف هذه المعدات الطبية مع الفروق الفريدة والمطالب المحددة للمرضى ، وبالتالي تعزيز دقة وفعالية العلاج.
يتم تقديم المزيد من الفرص للتصميم الإبداعي للأجهزة الطبية من خلال إمكانات تصنيع الهيكل المعقد لتصنيع الأشكال الهندسية والهياكل الداخلية المعقدة التي يصعب الحصول عليها مع تقنيات المعالجة التقليدية.
يساعد استخدام تقنية تكديس طبقة تلو الأخرى على خفض نفقات النفايات والتصنيع من خلال تحقيق معدل استخدام المواد العالية.
يعد تحسين الطوبولوجيا وسيلة لتصميم الهياكل باستخدام الرياضيات التي ترتب المواد تلقائيًا في مساحة معينة بناءً على القوى التي تعمل عليها ، مما يساعد على جعل الهيكل يعمل بشكل أفضل. يمكن أن يؤدي التحسين الطوبولوجي في الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد إلى إزالة الأجزاء غير الضرورية من المادة مع الحفاظ على هياكل حاملة للحمل الأساسية ، مما يسمح بتصميمات أخف للمعدات الطبية التي لا تزال قوية وقاسية. في تصميم زرع العظام ، على سبيل المثال ، يمكن تطبيق تحسين الطوبولوجيا لإنشاء زراعة مع أنظمة مسام داخلية معقدة ، وخفض الوزن وتعزيز نمو الأنسجة العظمية والانصهار.
تحدد قوة محددة عالية ، وتصلب محدد كبير ، وقدرة امتصاص الطاقة المتميزة الشكل الهيكلي المعروف باسم هياكل الشبكة ، والتي تتكون من قضبان أو عقد منظمة بشكل دوري. يمكن تطبيق التصنيع الدقيق للعديد من هياكل الشبكة التي أصبحت ممكنة من خلال الطباعة ثلاثية الأبعاد مع المعدن على المعدات الطبية لتعزيز الصفات الميكانيكية للهياكل وإنجاز تصميم خفيف الوزن دون زيادة استهلاك المواد. بالنسبة لزراعة الأسنان ، على سبيل المثال ، يساعد تصميم هيكل الشبكة على تحسين قوة الترابط مع أنسجة العظام المحيطة مع خفض وزن الزرع.
يتم تحديد تخصيص المواد المعقولة اعتمادًا على احتياجات مناطق مختلفة من المكون لخصائص المواد ، في حين أن تقنية الطباعة متعددة المواد تتيح استخدام المواد المعدنية مع خصائص مختلفة في نفس الجزء. على سبيل المثال ، يمكن استخدام المواد المعدنية ذات القوة العالية والعالية في الأجزاء التي تحمل ضغطًا كبيرًا في الأدوات الجراحية ؛ يمكن استخدام مواد معدنية خفيفة الوزن ومقاومة للتآكل لأجزاء أخرى ، مما يؤدي إلى تحسين أداء الأدوات الجراحية.
على الرغم من أن تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد للمعادن يمكنها استخدام العديد من المواد المعدنية ، إلا أن أنواع المواد المعدنية التي يمكن الوصول إليها الآن للمنطقة الطبية لا تزال محدودة ، ولا يمكن أن يفي أداء بعض المواد تمامًا بمعايير التصميم الخفيف. على سبيل المثال ، بعض المواد المعدنية خفيفة الوزن لها قوة سيئة إلى حد ما ومقاومة التآكل ، لذلك هناك حاجة إلى مزيد من البحث وتطور المواد.
المعدات المعدنية للطباعة ثلاثية الأبعاد مكلفة إلى حد ما ، وتدعو طريقة الطباعة إلى الكثير من مسحوق المعادن أو الأسلاك المعدنية ، مما يولد تكاليف إنتاج عالية إلى حد ما للعناصر الطبية المطبوعة ثلاثية الأبعاد المعدنية. هذا يقيد إلى حد ما الاستخدام المكثف للطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد للمعدات الطبية خفيفة الوزن.
يمكن أن تنشأ عيوب بما في ذلك المسام والشقوق أثناء عملية الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد ، وبالتالي تؤثر على أداء وجودة المعدات الطبية. لذلك ، يجب علينا إنشاء آلية صارمة لمراقبة الجودة لضمان جودة وسلامة المعدات الطبية المطبوعة ثلاثية الأبعاد المعدنية.