Titanio poroso

Le tecniche di fabbricazione per il titanio poroso svolgono un ruolo fondamentale nella misurazione della struttura e delle proprietà degli impianti per soddisfare requisiti biomedici specifici. Vengono impiegati vari metodi per creare strutture porose, tra cui la metallurgia delle polveri, la fusione laser selettiva (SLM), la fusione del fascio di elettroni (EBM), la stampa 3D, ecc. Queste tecniche consentono un controllo preciso sulla dimensione dei pori, la distribuzione e l'architettura generale, l'influenza della forza meccanica, della permeabilità e dell'integrazione biologica. La selezione di un metodo di fabbricazione dipende dall'applicazione desiderata e dall'equilibrio tra integrità strutturale e funzionalità biologica negli impianti di titanio porosi per uso medico.

Powder Metallurgy (MP)
La tecnica della metallurgia delle polveri offre i vantaggi del controllo preciso sulla porosità, la capacità di creare geometrie complesse e migliorare le proprietà meccaniche a causa dell'eliminazione di alcune fasi di produzione tradizionali. Per le leghe porose di titanio, PM utilizza particelle di polvere di leghe TI per creare strutture porose. Il processo prevede miscelazione, compattazione e sinterizzazione in polvere per formare un'impalcatura porosa

Metodo Sinter
Il metodo di sinterizzazione è un metodo tradizionale per preparare i materiali metallici, realizzato in metallo come materia prima in un vuoto o atmosfera protettiva attraverso un trattamento termico ad alta temperatura. Il metodo di sinterizzazione è anche un metodo di preparazione comune di TI poroso. Secondo i diversi metodi per ottenere la struttura dei pori, può essere diviso in metodo dell'agente che forma i pori, entanglement in fibra, metodo di impilamento della microsfera, processo di innovatura delle spugne.

Lavorazione elettrochimica
La lavorazione elettrochimica (ECM) è un moderno processo di lavorazione che si basa sulla rimozione degli atomi del pezzo mediante dissoluzione elettrochimica (ECD) in base ai principi di Faraday.

Tecnica di replica in schiuma
Un modello sacrificale, spesso fatto di schiuma polimerica, è infiltrato con una sospensione in lega TI. Dopo la solidificazione, il modello viene rimosso, lasciando dietro di sé una struttura porosa di titanio.

Stampaggio a iniezione in metallo
La polvere in lega di titanio è combinata con un materiale legante per creare una materia prima. Successivamente, la materia prima viene iniettata in uno stampo, formando una parte verde porosa, che viene quindi sinterizzata per ottenere la struttura porosa finale.

Spruzzatura al plasma
Le particelle in lega di titanio vengono sciolte in una fiamma al plasma e depositate su un substrato, creando un rivestimento poroso. Tale tecnica viene spesso utilizzata per la modifica della superficie per migliorare l'osteointegrazione.

Stampa 3D
Varie tecniche di stampa 3D, come il getto di legante o EBM, sono impiegate per costruire strati porosi di strutture di titanio per strato, offrendo flessibilità e precisione di progettazione.

Lisciviazione di particelle di fusione di solventi
La lisciviazione del particelle di fusione di solventi è un metodo efficace per creare strutture porose di titanio. In questo processo, la polvere di metallo TI viene miscelata in una soluzione polimerica costituita da un solvente come cloroformio e un polimero solubile come cloruro di sodio o polietilenglicole (PEG). La miscela viene gettata a forma di stampo desiderata e quindi essiccata in modo che il polimero forma un composito a matrice con particelle TI incorporate. Il composito viene quindi immerso in acqua, che si dissolve e liezzi i particolati del sale o PEG. La lisciviazione delle particelle di polimero lascia pori di dimensioni e distribuzioni controllate all'interno della matrice Ti. Proprietà come le percentuali di porosità e l'interconnettività dei pori possono essere adattate regolando il rapporto particella polimero-titanio. Dopo la lisciviazione, l'impalcatura di titanio poroso mantiene la forma dello stampo originale. Pertanto, l'approccio di lisciviazione del particolato con cestino con solvente fornisce un modo semplice ed economico di fabbricare titanio poroso con pori aperti e interconnessi adatti alla crescita ossea necessaria negli impianti biologici e nelle impalcature ingegneristiche dei tessuti.

Metodo di deposizione
La lega Ti e titanio sono tipici biomateriali inerti. Al fine di abbreviare il periodo di guarigione dopo l'impianto e migliorare la capacità dell'impianto di legarsi all'osso umano, attivando la superficie della lega porosa Ti e titanio è un metodo efficace. I metodi di modifica della superficie della lega porosa TI e del titanio includono principalmente un metodo meccanico, metodo fisico, metodo elettrochimico, metodo chimico e metodo biochimico (deposizione reattiva, elettrodeposizione, evaporazione del vuoto, spruzzatura del plasma, ecc.).

Sintesi idrotermale
Implica una reazione tra precursori di TI in una soluzione acquosa a temperature e pressioni elevate, formando strutture porose di titanio.

Fabbricazione di filamenti fusi
La fabbricazione di filamenti fusi (FFF) utilizza un filamento continuo di lega TI, che viene fuso ed estruso strato per strato per creare una struttura porosa. La tecnica FFF è comunemente usata nella stampa 3D desktop.

Il trattamento dell'acqua potabile e delle acque reflue industriali con il metodo dell'ozono è una tecnologia che si è sviluppata rapidamente in patria e all'estero negli ultimi anni. Questo metodo è: l'ozono viene versato uniformemente nelle acque reflue attraverso la piastra porosa e la reazione chimica si verifica con le acque reflue, in modo da raggiungere lo scopo di disinfezione, decolorizzazione e purificazione.

Pertanto, è necessario che il foglio poroso utilizzato sia resistente alla corrosione da parte delle acque reflue e dell'ozono industriali e abbia un'elevata porosità e una velocità del gas, una dimensione dei pori distribuiti uniformemente e una certa resistenza. Alcune unità nel mio paese che usano il metodo dell'ozono per trattare le acque reflue hanno usato piastre porose di cloruro di polivinile, piastre porose ceramiche, piastre porose di vetro e altri materiali in passato, ma non possono soddisfare i requisiti a causa della scarsa resistenza alla corrosione e della bassa resistenza. Piatti di titanio poroso Questo risolve questo grosso problema.

Allo stato attuale, le piastre porose in titanio sono state utilizzate come piastre di diffusione dell'ozono nel trattamento delle acque reflue del film, il trattamento delle acque reflue di colorante organico, il trattamento delle acque reflue della raffinazione del petrolio, il trattamento dei liquami ospedalieri e il trattamento dei fognature del motore a razzo. Nel trattamento delle acque reflue del film di stampa, l'uso originale di piastre perforate con cloruro di polivinil ha una durata di sole 350 ore e la durata del servizio è aumentata a 3 anni dopo la sostituzione di piastre porose in titanio. Nel trattamento dell'ozono delle acque reflue della raffineria di petrolio, sono state originariamente utilizzate piastre perforate con cloruro di polivinile, ma il tasso di assorbimento dell'ozono era solo del 65%, che ha sprecato molto ozono e ha aumentato il costo del trattamento delle acque reflue. L'uso di piastre porose di titanio ha aumentato il tasso di assorbimento dell'ozono all'85%. , Che migliora notevolmente l'effetto di elaborazione.

Inoltre, le piastre porose in titanio possono anche essere utilizzate come vari filtri, dispositivi di osmosi inversa e materiali medici. In breve, la piastra di titanio porosa, un nuovo tipo di materiale, ha ora mostrato la sua forte vitalità e sarà ampiamente utilizzata in tutti gli aspetti della vita in futuro.