risultati della preparazione della nuova tecnologia di spruzzatura a freddo in lega di titanio poroso

Resistenza aumentata del 40%: risultati della preparazione della nuova tecnologia di spruzzatura a freddo in lega di titanio poroso


   Cosa possono fare i materiali porosi in lega di titanio? Come farlo? A questo si può rispondere con la più recente tecnologia di stampa 3D (spray freddo) sviluppata dal team di ricerca della Cornell University e del MIT e da altri progetti di cooperazione universitaria. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista "Applied Materials Today". il 9 novembre di quest'anno con il titolo "Preparazione di leghe di titanio poroso mediante stampa 3D ad impatto supersonico".


   Questa immagine mostra le cellule che aderiscono a una lega di titanio realizzata mediante stampa 3D a spruzzo freddo, che mostra la biocompatibilità di questo materiale.

   risiede nella struttura della conoscenza generale dei lettori di questo account ufficiale, concetti di base come lo spray freddo e la stampa 3D non verranno ripetuti. Per dirla semplicemente, questa tecnologia utilizza principalmente l'impatto supersonico della polvere per formare legami allo stato solido per produrre leghe di titanio poroso ad alta resistenza in condizioni molto al di sotto della temperatura di fusione e può migliorare ulteriormente le proprietà meccaniche attraverso il trattamento termico post e infine applicarlo Nel campo del trapianto ortopedico. Come mostrato in FIG.

   La normale stampa 3D in metallo sarà influenzata dall'elaborazione ad alta temperatura di fusione e solidificazione della polvere strato per strato, con conseguente grande stress residuo e scarse proprietà meccaniche. La tecnologia a spruzzo freddo può compensare questo difetto. Di solito la polvere sceglierà una velocità ottimale tra la velocità critica (la velocità alla quale si formano i solidi densi) e la velocità di erosione (la velocità eccessiva farà rompere la polvere e non può essere combinata), e sarà lanciata attraverso l'ugello. Sul substrato. "Simile alla pittura, ma la stampa 3D accumulerà di più".


Il team di ricerca ha utilizzato calcoli di meccanica dei fluidi per determinare una velocità leggermente inferiore alla velocità critica della lega di titanio (circa 600 m / s), utilizzando un'elevata velocità di deformazione per stampare dinamicamente polvere Ti-6Al-4V con una dimensione delle particelle compresa tra 45 e 106μm Infine, è stato prodotto un materiale con struttura porosa (modulo apparente 51,7 ± 3,2 gpa, resistenza allo snervamento a compressione apparente 535 ± 35 mpa, porosità 30 ± 2%) con una resistenza del 42% superiore rispetto ad altre leghe di titanio stampate in 3D.

   Sebbene questo processo sia tecnicamente noto come spruzzatura a freddo, comporta un trattamento termico. Quando queste particelle si scontrano e si legano insieme, i ricercatori riscaldano il metallo per far sì che questi componenti si diffondano l'uno nell'altro e si depositino come una sostanza omogenea.

I ricercatori hanno affermato: "Se usiamo questa struttura porosa per realizzare impianti e impiantarli nel corpo umano, le ossa possono crescere in questi pori ed essere fissate biologicamente". "Questo aiuta a ridurre l'allentamento dell'impianto. È un grosso problema. Ci sono molti pazienti che devono rimuovere nuovamente l'impianto chirurgicamente, perché l'impianto è allentato e causerà molto dolore".

   Oltre al trapianto ortopedico su cui si concentra il progetto, essenzialmente qualsiasi materiale metallico in grado di resistere alla deformazione plastica può beneficiare di questo processo. Offre molte opportunità per applicazioni industriali su larga scala come l'edilizia, i trasporti e l'energia. 

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