Por medio de la interacción instantánea entre el láser y el polvo, la impresión 3D de metal logra el control exacto de la microestructura del material, por lo tanto, trascendiendo los límites metalúrgicos convencionales .
(1) Diseño de material de gradiente
Principio técnico: uno puede obtener un gradiente de componente dentro de una sola pieza variando parámetros, incluida la intensidad del láser y la velocidad de escaneo .
Caso: Impresión de un módulo de superficie de 30 GPa (en línea con el hueso cortical) y un módulo interno de 5 GPa (en línea con el hueso canceloso) ti -6 al -4 v/lata de almadrina de gradiente
La resistencia de unión de la interfaz llega a 450 MPa, un 40% más que las técnicas de soldadura convencionales .
(2) Fortalecimiento de grano ultrafino
Adopting super rapid cooling (>10⁶ k/s) para obtener estructuras nanocristalinas;
Mientras que la tasa de alargamiento permanece en el 12%, la resistencia de rendimiento de la aleación de COCRC se ha elevado de 600 MPa a 1200 MPa .
El mecanismo microscópico implica la influencia combinada del fortalecimiento de la dislocación y el fortalecimiento del límite de grano .
Implementación técnica: imprima directamente 110 telas de seda;
La recuperación del estrés se mejora con una aleación de memoria de forma hecha de níquel y titanio en un 35%;
Dirección de la aplicación: optimización de la fuerza de soporte radial de stent cardiovascular
La impresión 3D de metal proporciona la transformación directa de los resultados de la optimización topológica y las liberaciones de la libertad de diseño .
Genere la estructura de superficie mínima dependiendo del análisis de elementos finitos;
Mientras mantiene una resistencia a la compresión del 85%, la estructura de la red de la aleación de titanio disminuye el peso en un 40% en comparación con la construcción sólida .
Mejor que las muestras mecanizadas convencionales, la prueba de fatiga no muestra grietas después de 10 ⁺ ciclos .
Diseño de poros de gradiente
La porosidad aumenta constantemente del 50% (hueso proximal) al 80% (hueso distal);
Beneficios clínicos: 60% de tasa de formación ósea; 70% menos de efecto de protección contra el estrés;
Control de precisión de una apertura de 3 mm de 0 . de 3 mm se obtiene a través de la fusión del haz de electrones (EBM) en la fabricación.
Caso de integración funcional: dispositivo de fusión espinal impreso en 3D que combina el orificio de liberación de medicamentos y el canal de inducción ósea
Aplicación del proceso: moldeo único que usa impresión de material dual (aleación de titanio + biocerámica);
Extendimos el ciclo de liberación BMP -2 a ocho semanas, lo que resultó en un aumento del cincuenta por ciento en la eficiencia osteogénica .
Las propiedades digitales de la impresión 3D de metal han cambiado la justificación de fabricación para herramientas de alta resistencia .
Compresión de la cadena de procesos
Seis fases comprenden el proceso tradicional: forja → mecanizado → tratamiento térmico → tratamiento superficial; La impresión tridimensional comienza con preparación de polvo → impresión → prensado isostático en caliente → limpieza .
De 45 días a 7 días, existe un ciclo acortado .
Consistencia en la garantía de calidad
Sensores incorporados Los sensores incorporados en tiempo real recogen doce características, incluida la densidad del lecho de polvo y la temperatura de la piscina de fusión .
Basado en el aprendizaje automático y con una tasa de precisión del 95%, el programa AI pronostica fallas de poro .
Método de prueba: exploración tridimensional de CT industrial y pruebas de matriz de fases ultrasónicas .
Presionamiento isostático (cadera) en caliente elimina los poros interiores y tres veces mejora la vida de la fatiga .
Capa de hidroxiapatita de revestimiento láser con una resistencia de unión de más de 40 MPa;
Verifique cómo la esterilización del haz de electrones afecta las características del material (Δ σ 5%) .
Validación clínica: del "laboratorio" a la "sala de operaciones", los instrumentos metálicos de alta resistencia impresos en 3D están experimentando ensayos clínicos exhaustivos:
Caso: Copa acetabular porosa tántala porosa impresa en 3D; usos ortopédicos
Estadísticas de seguimiento La tasa de supervivencia del año 5-} es del 92%; La cirugía de revisión convencional solo tiene 85%.
El volumen del crecimiento óseo excede el de la prótesis convencional en un cuarenta por ciento .
Usos cardiovasculares
Producto: Stent impreso en 3D de aleación de níquel Titanium para corazones;
Soporte radial 12 N, 30% mejorado en stents comparables;
Ensayo clínico: no hubo incidentes de desplazamiento de válvulas, y la tasa de permeabilidad 12-} mes fue del 98%.
Usos dentales: corona de Zirconia de Zirconia impresa en 3D
Mechanical characteristics: flexural strength>1200MPA, suficiente para el área de los dientes posteriores;
Seguimiento a largo plazo: 2%, opresión de borde se mantuvo en 95%.