滑铁卢大学（UniversityofWaterloo）研究人员在有关金属和材料层薄3D打印机工艺方面有了新发现，这与日益增长的外科整形应用于行业息息相关。 由AhmadBasalah、ShahrzadEsmaeili、EhsanToyserkani所写的《工件协议和层薄对3D打印机钛金属多孔生物结构的物理性能和机械性能的影响(Ontheinfluenceofsinteringprotocolsandlayerthicknessonthephysicalandmechanicalpropertiesofadditivemanufacturedtitaniumporousbio-structures)》一文阐述了其最近的研究。该研究为制造商更佳地掌控3D打印机医疗植入物的机械和物理完整性带给了期望。
研究团队认为，无菌性断裂，即植入物和骨头之间的相连不密切，经常造成病人在关节移位手术后再度展开手术。断裂一般来说是由形变遮盖造成了，因为形变遮盖使得骨头缺少密度，而植入物有时能导致骨头功能的巩固。
因此，很显著，骨植入物的建构是一个坦率同时必定牵涉到复杂性和精密度的工艺。 钛金属因其强度和可靠性在许多应用于中很热门，而它在医疗植入物中被用于则是因其较好的生物相容性。作为一种植入物材料，它获取了比其他材料更高的耐腐蚀性，因为它不会在植入物的表面构成一个保护性的水解层。
为了增加潜在的形变屏蔽问题以及利用钛金属获取的其他益处，研究人员指出钛泡沫结构是最差的自由选择，因为这样的结构容许必要的硬度和重量。 “我们早已多次尝试使用钛金属泡沫结构来仿真皮质骨的性能。”研究人员说道。
研究人员做到了几项有所不同的研究，他们通过转变粉末颗粒大小、工件温度、粉末压实水平这三个变量来操纵孔隙率和机械性能。 “结果表明，孔隙率的增加与杨氏模量的线性减少涉及。在完全相同的工件温度下，粉末颗粒的大小和压实水平的转变能相当大程度地影响孔隙率。
然而，全然转变工件温度并没引发孔隙率的明显变化。得出结论的结论是影响孔隙率的关键因素是最初的粉末大小和粉末压实水平。”研究人员在他们的论文中说道。 研究人员研究了在3D打印机过程中层薄如何影响粉末压实以及温度变化如何影响植入物与骨头的相连，其目的是杜绝植入物断裂、炎症等问题。
“论文中，我们研发了一个模型来预测打印机零件的密度，借以我们可以计算出来出有打印机零件所能获取的刚性和强度。”滑铁卢大学机械和机电工程系博士兼任AhmadA.Basalah说道，“因此，我们可以通过打印机材料来优化打印机零件。
” 在这项研究中，研究人员用于直径在38ndash;45微米之间的钛金属粉末来3D打印机样品，其用于的打印机为3DSystems的ZPrinter310Plus。
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