כיצד יכולה הדפסת מתכת תלת מימד להתגבר על אתגרים טכניים בייצור מכשירים רפואיים בעלי חוזק גבוה?

באמצעות האינטראקציה המיידית בין לייזר לאבקה, הדפסת תלת מימד מתכתית משיגה שליטה מדויקת במבנה המיקרו של החומר, ולכן מתעלה על גבולות מתכתיים קונבנציונליים.

(1) עיצוב חומרי שיפוע

עיקרון טכני: ניתן להשיג שיפוע רכיב בתוך יצירה יחידה על ידי פרמטרים משתנים כולל עוצמת לייזר ומהירות סריקה.

מקרה: הדפסת מודול משטח של 30 gpa (בקנה אחד עם עצם קליפת המוח) ומודולוס פנימי של 5 gpa (בקנה אחד עם העצם המבטלת) ti -6 al {}}} v/gryient gradient gradient gradient.

חוזק המליטה של ​​הממשק מגיע במהירות של 450 מגה, 40% יותר מאשר טכניקות ריתוך קונבנציונאליות.

(2) חיזוק התבואה האולטרה -גרפין

Adopting super rapid cooling (>10⁶ k/s) לקבלת מבנים ננו -קריסטליים;

בעוד ששיעור ההתארכות נשאר על 12%, חוזק התשואה של סגסוגת COCR הועלה מ- 600 MPA ל- 1200 MPa.

המנגנון המיקרוסקופי כרוך בהשפעה משולבת של חיזוק הניתוק וחיזוק גבול התבואה.

יישום טכני: הדפיס ישירות 110 בדים משי;

התאוששות מתח משופרת על ידי סגסוגת זיכרון צורה העשויה מניקל וטיטניום ב -35%;

כיוון יישום: אופטימיזציה של כוח תמיכה רדיאלית של קרדיווסקולרית

הדפסת תלת מימד מתכת מספקת טרנספורמציה ישירה של תוצאות אופטימיזציה טופולוגית ומשחררת את חופש העיצוב.

ליצור את מבנה השטח המינימלי בהתאם לניתוח האלמנטים הסופיים;

תוך שמירה על חוזק דחיסה של 85%, מבנה הסריג של סגסוגת טיטניום מוריד את המשקל ב- 40% בהשוואה לבנייה המוצקה.

מבחן העייפות טוב יותר מדגימות מכונות קונבנציונאליות, אינו מראה סדקים לאחר מחזורי 10⁺.

עיצוב נקבוביות שיפוע

נקבוביות עולה בהתמדה מ- 50% (עצם פרוקסימלית) ל 80% (עצם דיסטלית);

יתרונות קליניים: 60% שיעור מהיר יותר של היווצרות העצם; 70% פחות אפקט הגנת מתח;

בקרת דיוק של 0. 3 מ"מ צמצם מתקבל באמצעות התכה של קרני אלקטרונים (EBM) בייצור.

מקרה של שילוב פונקציונלי: מכשיר היתוך עמוד השדרה המודפס בתלת מימד המשלב חור שחרור תרופות וערוץ אינדוקציה של עצם

יישום תהליכים: דפוס חד פעמי באמצעות הדפסת חומרים כפולים (סגסוגת טיטניום + ביו-סרמי);

הרחבנו את מחזור השחרור של BMP -2 לשמונה שבועות, מה שהביא לעלייה של חמישים אחוז ביעילות האוסטוגנית.

המאפיינים הדיגיטליים של הדפסת תלת מימד מתכת שינו את רציונל הייצור לכלים בעלי חוזק גבוה.

דחיסת שרשרת תהליכים

שישה שלבים כוללים את התהליך המסורתי: זיוף → עיבוד שבבי → טיפול בחום → טיפול פני השטח; הדפסה תלת מימדית מתחילה בהכנת אבקה → הדפסה → לחיצה איזוסטטית חמה → ניקוי.

מ- 45 יום ל 7 ימים קיים מחזור מקוצר.

עקביות באבטחת איכות

חיישנים מובנים בזמן אמת, חיישנים מובנים אוספים שנים עשר מאפיינים, כולל צפיפות מיטת אבקה וטמפרטורת בריכת נמס.

בהתבסס על למידת מכונה ועם שיעור דיוק של 95%, תוכנית AI צופה פגמים נקבוביים.

שיטת הבדיקה: סריקה תלת ממדית תעשייתית CT ובדיקת מערך שלב אולטרה סאונד.

לחיצה איזוסטטית חמה (HIP) מסלקת נקבוביות פנים ושלוש פעמים משפרות את חיי העייפות.

שכבת חיפוי לייזר הידרוקסיאפטיט עם חוזק מליטה של ​​יותר מ -40 מגה מגה;

בדוק כיצד עיקור קרני אלקטרונים משפיע על מאפייני החומר (Δ σ 5%).

אימות קליני: מ"מעבדה "ועד" חדר ניתוח ", מכשירים בתלת מימד בתלת מימד מכשירים בעלי חוזק גבוה עוברים ניסויים קליניים יסודיים:

מקרה: כוס טנטלום מתכתית נקבובית מודפסת תלת-ממדית; שימושים אורטופדיים

סטטיסטיקות מעקב שיעור ההישרדות של השנה 5- הוא 92%; לניתוח עדכון קונבנציונאלי יש רק 85%.

נפח צמיחת העצם עולה על זה של תותבת קונבנציונאלית בארבעים אחוז.

שימושים קרדיווסקולריים

מוצר: סגסוגת טיטניום ניקל סטנט מודפס תלת-ממדי ללבבות;

תמיכה רדיאלית 12 N, 30% השתפרו בסטנטים דומים;

ניסוי קליני: לא היה אירוע של תזוזת שסתומים, ושיעור הפטנות 12- חודש היה 98%.

שימושים שיניים: כתר זירקוניה מודפס בתלת מימד

Mechanical characteristics: flexural strength>1200MPA, מספיק לאזור השיניים האחוריות;

מעקב ארוך טווח: 2%, הידוק הקצה נשמר על 95%.

https: //www.china -3 dprinting.com/metal -3 d-printing/3d-printing-inconel -625- טורבינה-בלדס. html