通过挤出3D打印开发量身定制的多孔Ti6Al4V材料
Luis Olmos1, Ana Silvia González-Pedraza2, Héctor Javier Vergara-Hernández2
1Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, INICIT, Fco. J. Mujica S/N, Morelia 58060, Michoacán, Mexico.
Materials (Basel, Switzerland)
|January 25, 2025
概括
合金 (Ti6Al4V) 的3D打印挤出可以制造具有两个多孔度的多孔骨植入物. 较小的通道尺寸增强了密度,而较大的通道降低了机械强度,允许量身定制的植入物特性.
科学领域:
- 生物材料工程 生物材料工程
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 金属骨植入物对于治疗疾病或创伤引起的骨缺陷至关重要.
- 3D打印为创建具有特定微观结构的定制植入物提供了先进的功能.
- 合金 (Ti6Al4V) 由于其生物相容性和机械性能,在骨科植入物中被广泛使用.
研究的目的:
- 通过挤出3D打印来研究多孔Ti6Al4V结构的制造.
- 分析道大小对印刷植入物的微观结构,密度和机械性能的影响.
- 评估设计具有双尺度多孔性的骨植入物的潜力.
主要方法:
- 挤出3D打印Ti6Al4V颗粒,以创建不同尺寸的六角通道的圆柱形样品.
- 扩展测试用于评估烧结过程中的密度化动力学.
- 扫描电子显微镜 (SEM) 和X射线计算机断层扫描 (CT) 用于微观结构分析.
- 压缩测试以确定机械性能 (斯模量,屈服强度).
主要成果:
- 六角通道形状的真实性随着通道大小的增加而得到改善.
- 烧结行为在通道尺寸上是相似的,但较小的通道产生了更大的密度.
- 观察到粒子层面的相互连接的微孔性,有助于流体的运输.
- 随着通道大小的增加,Young的模量和收益强度显著下降.
结论:
- 挤出3D打印允许设计Ti6Al4V植入物,具有两个不同的孔径尺度.
- 控制通道大小对于平衡植入物毛孔度,流体运输和机械完整性至关重要.
- 这种技术有望开发具有最佳性能的患者特异性骨替代物.
