3D打印技术知识普及
锌（Zn）是人体内不可缺少的微量元素之一，而锌合金进研究发现表现出良好的降解速率和生物相容性。此外，锌在成骨和抗菌性这方面也表现突出。因此，锌基材料作为可生物降解骨科植入材料可行性极高。已经有研究人员成功通过实验将锌制做的植入物应用到动物体内，通过观察发现任何时间点都没发现严重炎症、血小板聚集、血栓形成或显著的内膜增生等不良反应，而是展示出了很好的生物相容性。
现阶段要控制微观组织主要应用方法就是将植入物通过挤压、轧制、锻造等，以此达到提升纯锌力学性能的目的，这样才能研发出力学性能优秀的可降解锌合金。然而，落后的传统制造技术还做不出各种复杂几何形状的植入物零件，远远达不到未来医学个性化发展的要求。
SLM的现状
目前，选区激光熔化（SLM）是普遍用在骨科多孔支架的制备上。然而，纯锌的熔点和沸点是419.5℃和907℃相对来说是比较低的，在进行SLM时液相是很容易挥的，导致大量的飞溅和烟雾，这样只会让零件的成型质量很劣质。而且现阶段对高致密度SLM纯锌的微观组织结构与力学性能研究还在初级阶段，认识较少。因为没有更加深入的研究，对显微组织的形成机理以及给力学性能的影响了解甚少。但是能清楚知道的是和传统加工工艺比较，SLM制备的样品拥有的微观组织特征是传统技术不能比拟的。
近期，暨南大学的研究人员引起了增材制造技术前沿的注意，他们是做先进耐磨蚀及功能材料研究的学者，采取选区激光熔化(SLM)制作出了纯锌材料。重要的是对SLM纯锌工艺参数改进优化了很多，把SLM纯锌微观组织的形成机理和工艺参数改进进程中微观组织的演变规律进行了总结和分析。最后，根据实验探讨出工艺参数和显微组织对其力学性能的影响。结果表明，伴随对激光能量密度的持续加量，SLM制备纯锌的强度和延展性也会相对应的提升。最后还探究了SLM制备纯锌的微观组织形成机理与演变规律，经过实验得出SLM制备的纯锌显微组织为等轴晶粒和层状晶粒组织。等轴晶粒能够成型是因为SLM制备纯锌的温度梯度低、扫描速度快。
研究结果表明
高能量密度导致纯锌的液相挥发是样品相对密度较低的原因，生成了许多规则的圆形孔隙。SLM制做的纯锌显微组织是等轴晶和层状组织，一些氧化物是在晶界处，通常晶粒的尺寸8~10μm。等轴晶的生成主要原因是打印过程中温度梯度较低以及氧化物对晶界的阻碍作用。通过参数优化的SLM纯锌平均硬度、屈服强度、极限抗拉强度以及延伸率分别是39.03HV、84.29MPa、95.93MPa和11.73%，力学性能完全碾压铸态纯锌。
总的来说，得出选区激光熔化纯锌的微观组织形成机制和演变规律这个研究，为之后SLM纯锌在医用植入物中的应用提供了有力的理论依据支撑。
热门跟贴