开发和制造可生物相容的基于Ti的散装金属玻璃矩阵复合材料,用于增材制造
Po-Sung Chen1, Pei-Hua Tsai1, Tsung-Hsiung Li1
1Institute of Materials Science and Engineering, National Central University, Taoyuan 32001, Taiwan.
Materials (Basel, Switzerland)
|September 9, 2023
概括
本研究探讨了用于增材制造的生物相容基金属玻璃复合材料. 选择性激光化成功制造了一种新的TiZrSiCoSnTa复合材料,显示出对植入物应用的希望.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物医学工程 生物医学工程
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 基于 (Ti) 的金属玻璃显示出生物医学植入物应用的巨大潜力.
- 开发生物相容的基于Ti的散装金属玻璃复合材料用于增材制造对于先进的植入物设计至关重要.
研究的目的:
- 研究一种新的生物相容的基于Ti的散装金属玻璃复合材料的可行性,用于选择性激光化 (SLM).
- 设计一种具有高玻璃形成能力的基于Ti的金属玻璃,并制造适合SLM的粉末.
- 为制造基于Ti的金属玻璃复合材料建立最佳的SLM参数.
主要方法:
- 设计了一种具有高玻璃成型能力的基于Ti的金属玻璃,具有特定的热性能 (ΔT = 81 K, γ = 0.427, γm = 0.763).
- 制造的部分形成玻璃的球形粉末,具有不同的无形相位分数.
- 优化了SLM参数,包括扫描速率 (600 mm/s),功率 (120 W) 和重叠 (10%).
主要成果:
- 成功地使用SLM制造了Ti42Zr35Si5Co12.5Sn2.5Ta3散装金属玻璃复合材料.
- 证明了TiZrSiCoSnTa系统在增材制造工艺中的可行性.
- 通过金属玻璃复合材料制造复杂的分级泡形状.
结论:
- TiZrSiCoSnTa系统是生物相容金属玻璃复合材料的增材制造的一个有希望的材料.
- 从这种新型材料中制造复杂的植入物结构,SLM是一种可行的技术.
- 这项研究为先进的生物相容植入物铺平了道路,具有量身定制的形状和特性.
