Resultados de la preparación de la nueva tecnología de pulverización en frío de aleación de titanio poroso.

Resistencia aumentada en un 40%: resultados de preparación de la nueva tecnología de pulverización en frío de aleación de titanio poroso


   ¿Qué pueden hacer los materiales porosos de aleación de titanio? ¿Como hacerlo? Esto se puede responder con la última tecnología de impresión 3D (spray frío) desarrollada por el equipo de investigación de la Universidad de Cornell y el MIT y otros proyectos cooperativos universitarios. La investigación se publicó en la revista "Applied Materials Today". el 9 de noviembre de este año bajo el título "Preparación de aleaciones porosas de titanio mediante impresión 3D de impacto supersónico".


   Esta imagen muestra células adheridas a una aleación de titanio fabricada mediante impresión 3D por pulverización en frío, que muestra la biocompatibilidad de este material.

   radica en la estructura de conocimiento general de los lectores de esta cuenta oficial, no se repetirán conceptos básicos como el spray frío y la impresión 3D. En pocas palabras, esta tecnología utiliza principalmente el impacto supersónico en polvo para formar enlaces de estado sólido para producir aleaciones de titanio porosas de alta resistencia en condiciones muy por debajo de la temperatura de fusión, y puede mejorar aún más las propiedades mecánicas a través del tratamiento térmico posterior, y finalmente aplicarlo. En el campo del trasplante ortopédico. Como se muestra en la FIG.

   La impresión 3D de metal normal se verá afectada por el procesamiento a alta temperatura de fusión y solidificación del polvo capa por capa, lo que da como resultado una gran tensión residual y malas propiedades mecánicas. La tecnología de pulverización en frío puede compensar este defecto. Por lo general, el polvo elegirá una velocidad óptima entre la velocidad crítica (la velocidad a la que se forman los sólidos densos) y la velocidad de erosión (el exceso de velocidad hará que el polvo se rompa y no se pueda combinar), y se lanzará a través de la boquilla. Sobre el sustrato. "Similar a la pintura, pero la impresión 3D acumulará más".


El equipo de investigación utilizó cálculos de mecánica de fluidos para determinar una velocidad ligeramente menor que la velocidad crítica de la aleación de titanio (aproximadamente 600 m / s), utilizando una alta tasa de deformación para imprimir dinámicamente polvo de Ti-6Al-4V con un tamaño de partícula entre 45 y 106 μm. Se fabricó un material de estructura porosa (módulo aparente 51,7 ± 3,2 gpa, límite elástico aparente a la compresión 535 ± 35 mpa, porosidad 30 ± 2%) con un 42% más de resistencia que otras aleaciones de titanio impresas en 3D.

   Aunque este proceso se conoce técnicamente como pulverización en frío, implica algún tratamiento térmico. Cuando estas partículas chocan y se unen, los investigadores calientan el metal para hacer que estos componentes se difundan entre sí y se asienten como una sustancia homogénea.

Los investigadores mencionaron: "Si usamos esta estructura porosa para hacer implantes e implantarlos en el cuerpo humano, los huesos pueden crecer en estos poros y ser fijados biológicamente". "Esto ayuda a reducir el aflojamiento del implante. Es un gran problema. Hay muchos pacientes que tienen que extraer quirúrgicamente el implante nuevamente, porque el implante está suelto y causará mucho dolor".

   Además del trasplante ortopédico en el que se centra el proyecto, prácticamente cualquier material metálico que pueda soportar la deformación plástica puede beneficiarse de este proceso. Ofrece muchas oportunidades para aplicaciones industriales a gran escala, como la construcción, el transporte y la energía. 

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