كيف يمكن للطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد تحسين مقاومة التآكل للأجهزة الطبية؟

1 المبدأ الفني: التأثير التوافقي للتحسين الهيكلي واختيار المواد .
أساس استخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد مع المعادن لتحسين مقاومة التآكل للأجهزة الطبية هو اختيار المواد الخاصة وقوة التحسين الهيكلي .
المواد المختارة:
سبيكة التيتانيوم (TI6AL4V) ، المعدن الطبي الأكثر استخدامًا ، يشكل بطبيعة الحال طبقة وقائية قوية من ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO₂) على سطحه ، والذي يمنعه من الصدأ بسبب السوائل البشرية . لترميم الأسنان وزرع العظام ، والموضوعات الميكانيكية الممتازة ،
في المواقف الاحتكاكية للغاية ، تُظهر سبيكة كروم الكوبالت مقاومة للارتداء وصياداتها ؛ يحسن طلاء الأكسيد الذي تم تطويره على السطح مقاومة التآكل أكثر . وهو يستخدم في المقام الأول في الحقول مثل المفاصل الاصطناعية والدعامات القلبية الوعائية .
بنية التيتانيوم التي يسهل اختراقها: تنتج طريقة ذوبان سرير مسحوق الليزر (PBF-LB) من التيتانيوم المسامي الذي يعدل تصلب الزرع ويحفز تطور الأنسجة العظمية عن طريق بنية المسام المعقدة ، وبالتالي تمكين الدورة السوائل وخفض خطر التآكل المحلي .
تحسين الهياكل:
تصميم المسام المعقد: الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد تبسط إنشاء هياكل مسام معقدة تجد الطرق التقليدية تحديًا . من خلال توزيع الإجهاد الأمثل ، لا تخفف هذه المسام من وزن المعدات فحسب ، بل تقلل أيضًا من احتمال تطوير التآكل .
مواد متدرجة وظيفيًا: يمكنك تحسين مقاومة التآكل في مناطق محددة من مكون مع الحفاظ على قوته وصيادته بشكل عام عن طريق تغيير تكوين المواد تدريجياً داخل الجزء نفسه .
2 الحالة السريرية: مختبر لثورة التآكل
أكدت العديد من المواقف السريرية تفوق استخدام تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد مع المعدن من حيث مقاومة التآكل للمعدات الطبية .
غرسات العظام:
عن طريق التصميم الهيكلي المسامي ، تنتج Heartech للأعمال الألمانية قوالب أذن مخصصة باستخدام سبيكة التيتانيوم ثلاثية الأبعاد ، وبالتالي يعزز بشكل كبير من التهوية ومقاومة التآكل للمعدات . وفقًا لتعليقات المريض ، ترتفع الراحة بنسبة 60 ٪ ، وفعالية أدوات السمع بنسبة 20 ٪ .
إن SLM Technology Aerospace Engine Turbopump ، التي تم إنشاؤها معًا من قبل جامعة شمال غرب الفنيين ومؤسسة علوم وصناعة الفضاء الصينية ، مصنوعة من سبيكة من التيتانيوم خاصة تقاوم التآكل جيدًا في الظروف الصعبة .
ترميم الأسنان:
مصنوعة من مواد سبيكة من التيتانيوم ، فإن قشرة الأذن المطبوعة ثلاثية الأبعاد المصممة للموسيقيين من قبل العلامة التجارية المحلية QDC تضمن تحمل المعدات تحت الاستخدام عالي التردد وتحقق تأثير عزل الصوت -35 db .
استخدم Demir et al . تقنية SLM لإنشاء الدعامات القلبية الوعائية لسبائك الكروم من خلال تحسين معلمات العملية ، مما أدى إلى تحسين كثافة الدعامات وقوتها ..
3 الصعوبات الفنية والملاحظات على الحلول: الانتقال من المختبرات إلى التطبيقات الجماعية
على الرغم من أن تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد المعدنية أظهرت فوائد كبيرة في تعزيز مقاومة التآكل للمعدات الطبية ، إلا أن تطبيقها الواسع لا يزال يواجه عدة صعوبات .
قيود المواد:
مشكلات التكلفة: مواد عالية التكلفة وعالية الأداء مثل سبائك التيتانيوم تقيد استخدامها في المعدات الطبية الرمي . التحقيق في مواد منخفضة التكلفة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ من الدرجة الطبية (مثل 316L) وخفض أسعار المواد حسب الإنتاج الضخم هي جزء من الإجابة.
المواد التي تتحلل: لتحقيق معدلات التحلل المنظم ، فإن خصائص الانهيار السريع للمواد القابلة للتحلل ، بما في ذلك سبائك المغنيسيوم وسبائك الزنك في الجسم الحي ، تحتاج إلى تحسين إضافي عبر السبائك أو المعالجة السطحية .
دقة ما بعد المعالجة ودقة الطباعة:
توحيد الهيكل الدقيق: تعتمد الصفات الميكانيكية ومقاومة التآكل للمعدات على تجانس بنية المسام-من 0 . حجم مسام 5 مم . سيساعد على تحسين معلمات الطباعة مثل طاقة الليزر وسرعة المسح الضوئي.
الابتكار التكنولوجي لما بعد المعالجة: يجب أن تكون المعدات معالجة بعد المعالجة ، وهي الطباعة المصقولة والبرية للقضاء على العيوب السطحية وزيادة مقاومة التآكل والتوافق الحيوي .

https: // www . China -3 dprinting . com/metal -3 d-printing/ti6al4v -3 d-printing-medical-emplant-parts {}}}} html