Metal 3D baskıda en sık kullanılan malzemeler arasında titanyum alaşımı ({1}}özellikle Ti6Al4V bulunur. Mükemmel biyouyumluluk, olağanüstü özgül güç, güçlü korozyon direnci ve hafiflik özellikleri burada bolca mevcuttur. 3D baskı işlemi sırasında titanyum alaşımları daha az füzyon kusuru gösterir ve bu da mükemmel mekanik niteliklere sahip cilalı taneler üretebilir. Bununla birlikte titanyum alaşımlarının da gerilim koruma sorunları vardır; elastik modülleri insan kemiklerinden çok daha yüksektir, bu da kemikler üzerinde yetersiz strese neden olabilir ve durumlarını tehlikeye atabilir. Araştırmacılar, düşük elastik modülü kemiklerin sertliğine daha iyi uyum sağlayabilen ve dolayısıyla stres kalkanının etkisini azaltabilen Ti-Ta ve Ti-Nb alaşımları gibi yeni alaşım malzemeleri ve yaratıcı tasarım fikirleri üzerinde çalışıyor. Ayrıca, gözenekli bir titanyum yapısı uygulanarak ve lazerli toz yatağı eritme (PBF-LB) gibi üretim yöntemleri uygulanarak implantın sertliği daha da değiştirilebilir, böylece kemik dokusunun gelişimi ve kemik bağının güçlendirilmesi teşvik edilir.
Kobalt-krom alaşımları-özellikle kobalt-krom-molibden alaşımları-, özellikle yüksek-sürtünme ve yüksek-stres durumlarında aşınmaya karşı mükemmel dirençleri ve sertlikleri nedeniyle diş implantlarında, yapay eklemlerde ve diğer sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kobalt-krom alaşımlarının başarısı, özel bileşen karışımlarında bulunur; bu sayede krom, alaşımın yüzeyinde bir oksit filmi oluşturarak implantların dahili sıvı korozyonunu önler. Çoğu CoCr alaşımı, alerjik reaksiyonlara neden olabilen Ni içermesine rağmen, kobalt krom alaşımlarının büyük elastik modülü de stres korumasıyla sonuçlanabilir. Mühendisler bu sorunları, basıncın eşit şekilde iletilmesine, kemik yükünün azaltılmasına ve böylece stres koruma etkilerinin en aza indirilmesine yardımcı olmak için çeşitli gözenek boyutlarına ve yoğunluklara sahip, işlevsel olarak derecelendirilmiş gözenekli yapılar dahil olmak üzere yaratıcı tasarımlarla ele alıyorlar. Aynı zamanda yüzey kaplama ve tedavi yöntemleri, metal yüzeylerin biyouyumluluğunu artırır, böylece kemik entegrasyonunu destekler ve implantların performansını ve uzun vadeli etkinliğini artırır.
Çoğunlukla kemik plakalarının ve cerrahi aletlerin imalatında 3 boyutlu baskı teknolojisinde kullanılan paslanmaz çelik, olağanüstü mekanik dayanıma ve güçlü korozyon direncine sahiptir. Titanyum alaşımlarıyla karşılaştırıldığında paslanmaz çelik malzemeler, makul biyouyumluluk, yüksek çekme mukavemeti ve elastik modül, ucuz üretim maliyeti, kullanılabilirlik, tokluk ve artırılmış termal iletkenliğe sahip olduklarından daha iyi yüzey düzgünlüğü sunar. Ancak-uzun vadeli bozunma ve alaşım elementi salınımı, paslanmaz çeliğin olası iltihaplı reaksiyonlar yaratmasına neden olabilir; Fe salınımının hücreler üzerinde olumsuz etkileri olabilir. Kısa-dönemli implantlar, vidalar ve cerrahi ekipmanlar için genellikle paslanmaz çelik kullanılır.
Mükemmel biyouyumluluk, güçlü korozyon direnci, büyük mukavemet ve elastik modül, tantal alaşımını tanımlar. Ancak tantal alaşımları, eklemeli imalatta yüksek maliyet ve yoğunluğun yanı sıra gerilim koruma sorunları-yani Ti'den daha yüksek bir elastik modül dahil olmak üzere bazı zorluklar sağlar. Tantal alaşımları genellikle küçük implant bileşenleri, gözenekli implantlar ve kemik entegrasyon özelliklerini iyileştiren implant kaplamaları olarak kullanıma uygundur. Klinik olarak, kalça ve omurga varis damarlarının yanı sıra uzuv varisli damarlarına yönelik prosedürlerde 3D-baskılı gözenekli tantal metal kullanılmış ve iyi bir etkinlik gösterilmiştir. Gözenekli tantal metalinin 3 boyutlu baskısı yalnızca biyomimetik kemik trabeküler yapılarının tasarlanmasına ve üretilmesine yardımcı olmakla kalmıyor, aynı zamanda iyi hücre yapışmasına ve biyouyumluluğa da sahip. Bu malzemenin elastik modülü ve mukavemeti ise yerel çevreye uygundur. Ameliyat sonrası işlevsel iyileşme etkisi iyidir ve klinik çalışma verilerine göre 3D-baskılı gözenekli tantal metali kemiklere güçlü bir şekilde bağlanabilir.
Düşük yoğunlukları, büyük güç-ağırlık-oranları ve kemiklere benzeyen Young modülleri nedeniyle magnezyum alaşımları biyolojik alanda büyük ilgi görmüştür. Magnezyum alaşımının in vivo bozunma özellikleri, onu biyolojik olarak bozunabilen metaller için mükemmel bir uyum haline getirir ve dolayısıyla ortopedik implantların kullanımı için yeni bir alan açar. Bununla birlikte, magnezyum alaşımlarının in vivo hızlı bozunma özellikleri de zorluklara yol açmaktadır; bu nedenle araştırmacılar, toplam emilimi garanti etmek ve gerekli desteği sağlamak için parçalanma hızlarını yavaşlatmanın yollarını arıyorlar.
Ortopedi alanında, implantların-uzun vadeli dayanıklılığı ve hasta rehabilitasyon sonuçları, doğrudan metal 3D baskı malzemelerinin biyouyumluluğuna bağlıdır. Örneğin, mükemmel mekanik nitelikleri ve biyouyumlulukları nedeniyle titanyum alaşımları ve kobalt-krom alaşımları, yapay eklemler ve kemik plakaları da dahil olmak üzere ortopedik implantların üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak stresten korunma sorunları kemik kalitesini tehlikeye atabilir ve bu da implantın başarısız olmasına ve gevşemesine neden olabilir. Gözenekli mimariler ve yeni alaşım malzemeleri kullanılarak stres koruması azaltılabilir, kemik entegrasyonu teşvik edilebilir ve implantın uzun vadeli stabilitesi- iyileştirilebilir. Ayrıca hastaların iyileşme süresini kısaltan, biyouyumluluğu yüksek malzemeler, implantların etrafındaki inflamatuar yanıtların en aza indirilmesine, doku iyileşmesini ve yenilenmesini teşvik etmeye ve kullanımlarını kolaylaştırmaya yardımcı olabilir.
İyi biyouyumluluk ve mekanik özellikler, diş implantlarının ağız ortamında-uzun süreli stabilitesini garanti etmeleri için önkoşullardır. Diş implantlarında yaygın olarak kullanılan malzemeler arasında titanyum alaşımı ve kobalt krom alaşımı bulunur; bunların her ikisi de çevredeki dokularla güçlü bir bağ kurarak implantın gevşemesi ve ayrılması riskini azaltır. Aynı zamanda, 3D baskı teknolojisi, hastanın ağız durumuna göre kişiselleştirilmiş diş implantlarını özelleştirebilir, böylece hastanın konforunu artırır ve implantasyonun başarı oranını artırır. Ek olarak, biyouyumluluğu iyi olan malzemelerin kullanılması hastaların ağız sağlığını koruyabilir ve ağızda iltihaplanma görülme sıklığını azaltabilir.
İyi biyouyumluluk ve korozyon direnci, kalp stentleri ve vasküler stentler de dahil olmak üzere kardiyovasküler implantların in vivo uzun-vadeli etkinliğini garanti etmek için önkoşuldur. Nikel-titanyum şekil hafızalı alaşımların mükemmel şekil hafıza etkisi ve biyouyumluluğu, onları kardiyovasküler implant üretiminde son derece aranan bir hale getiriyor. Yine de nikel iyonlarının insan ortamına girmesi bazı sorulara neden olabilir. 3D baskı ve yüzey kompozit işlemi sayesinde gözenekli nikel titanyum alaşımının hazırlanması, nikel iyonu salınımının azaltılmasına ve malzemenin biyouyumluluğunun arttırılmasına yardımcı olabilir. Ayrıca, hastanın yaşam kalitesinin artırılması, iyi-biyouyumlu kardiyovasküler implantların mümkün kıldığı kan pıhtı oluşumunun azaltılması ve kan damarlarının daralması anlamına gelir.
https://www.china-3dprinting.com/metal-3d-printing/metal-3d-printing-compact-heat-exchanger.html