近年来,三维打印技术的发展研究已经取得了很大的进步,如高分子材料、生物活性材料、金属、陶瓷等粉末材料及其中2种以上的复合材料,都可以作为三维打印技术的成形材料。通过控制粉末的成分及分布,可以制备制件内部的微结构。通过合理设置加工工艺参数(例如层厚、扫描速度、粘结剂等),可以提高制件的加工质量和力学性能。通过适当的预烧结工艺,可以使制件的力学性能得到大幅提升。随着三维打印技术的进一步完善,其应用范围不断扩大,已经在零件直接成形、原型制造、微机电制造、模具制造、生物组织工程、制药工程等领域得到应用。
从加工工艺角度看,利用三维打印法与选择性激光烧结法都可以加工人工骨,但是二者在加工精度、速度、物理性能、内部特性及后续的处理强化过程有所不同。
二者工艺相似,都是采用粉末材料(如羟基磷灰石)成形,但是三维打印技术不是利用激光烧结作为能量源,而是采用喷头喷出粘结剂,将粉末材料逐层粘结成形,克服了使用激光或电子束聚焦式加热的其他3D打印方法所导致的加热不均匀、热变形不一致,容易产生局部应力集中的问题。在后处理阶段通过烧结既可以强化制件性能,又可以去除粘结剂、造孔剂等物质。
经过对比研究各种3D打印快速成形加工方法,最终确定采用三维打印法(3DP)加工人工骨。
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