处理对增材制造Ti-6Al-4V整形植入物的微观结构,机械性能,腐蚀和生物相容性的影响

科学领域:

• 材料科学与工程 材料科学与工程
• 生物医学工程 生物医学工程
• 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造

背景情况:

• Ti-6Al-4V是骨科植入物的关键材料.
• 选择性激光化 (SLM) 和电子束化 (EBM) 等增材制造技术为植入物制造提供了优势.
• 后处理和表面修改对于优化植入物性能至关重要.

研究的目的:

• 评估SLM和EBM制造工艺对Ti-6Al-4V的影响.
• 评估热处理和热同静压 (HIP) 后处理对植入物特性的影响.
• 调查酸 (HA) 涂层对生物相容性和耐腐蚀性的影响.

主要方法:

• 使用SLM和EBM制造Ti-6Al-4V样本.
• 后处理的应用:热处理和HIP.
• 微观结构,多孔性,微硬度,耐腐蚀性 (OCP,EIS) 和体外生物相容性的表征.

主要成果:

• 经过处理后的样本显示了状α+β微观结构;原样样本具有状α'马石.
• 在所有样本中,孔径低于0.2%;微硬度在原样样本 (~400 HV) 中最高.
• 经热处理的样本显示出优异的耐腐蚀性 (E-HIP: 2490 kΩ/cm2的极化抵抗);HA涂层的样本显示出优异的生物相容性.

结论:

• 添加剂制造与后处理和HA涂层相结合,增强了Ti-6Al-4V用于骨科应用.
• 优化加工可以提高机械性能,耐腐蚀性和生物相容性.
• 这种方法为先进的骨科植入物开发提供了一个有前途的途径.