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3D新聞

科學(xué)家展示3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)新合金的路線圖:時(shí)間更短,成本更低

星之球科技 來源:前瞻網(wǎng)2022-01-20 我要評論(0 )   

世界各地?cái)?shù)以百萬計(jì)的人通過髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)置換術(shù)重新獲得了活動能力。但是,卻沒有人意識到,自20世紀(jì)60年代以來,用于此類植入物的材料基本保持不變。鈦材料最初是為...


世界各地?cái)?shù)以百萬計(jì)的人通過髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)置換術(shù)重新獲得了活動能力。但是,卻沒有人意識到,自20世紀(jì)60年代以來,用于此類植入物的材料基本保持不變。

鈦材料最初是為火箭設(shè)計(jì)的,它強(qiáng)度高、耐腐蝕且重量輕,但它與人體骨骼和組織的匹配度并不高,通常會導(dǎo)致植入物失效。

近日,在一項(xiàng)新研究中,美國研究人員展示了使用 3D 打?。ㄒ卜Q為增材制造)設(shè)計(jì)新合金的路線圖。這些合金,由兩種或多種金屬元素組成。

研究作者Amit Bandyopadhyay說:“通過 3D 打印,我們可以重新設(shè)計(jì)這些具有特定用途的合金,這就是它的美妙之處所在。在未來十年,我們將看到各種新合金將使用 3D 打印技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。它不僅僅是一個(gè)制作形狀的平臺,也是一個(gè)為特定應(yīng)用程序創(chuàng)建新組合的平臺?!?/p>

舉例來說,髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)植入物植入人體,特定部位會面臨著被細(xì)菌感染的危險(xiǎn)。如果能設(shè)計(jì)出兼容性更好、抗細(xì)菌性能極佳的合金,那么就能減輕醫(yī)生在植入手術(shù)過程中的負(fù)擔(dān)。

此前,工業(yè)界不愿意設(shè)計(jì)新的合金材料是因?yàn)槌杀靖甙?。但是?D 打印卻完美地避開了這個(gè)弱點(diǎn)。它能使技術(shù)人員根據(jù)需要制作的結(jié)構(gòu),以及希望具備的功能來定制新材料。與此同時(shí),花費(fèi)的時(shí)間更短,成本更低。

研究人員強(qiáng)調(diào),找到成功的合金“配方”后還必須對其進(jìn)行常規(guī)制造工藝的測試,以確保其功能。此外,新合金還需要通過監(jiān)管審查程序。

該研究論文題為“Alloy design via additive manufacturing: Advantages, challenges, applications and perspectives”,已發(fā)表在Materials Today上。

論文原文:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702121004314?via%3Dihub


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