Struktur dan sifat tantalum berpori cetakan 3D

Karena kepadatan tinggi tantalum logam, ketika digunakan sebagai bahan implan medis, biasanya disajikan dalam bentuk struktur berpori, yang tidak hanya memberikan peran penuh pada biokompatibilitas tantalum logam yang sangat baik, tetapi pada saat yang sama memberikan a saluran alami untuk pertumbuhan jaringan dengan struktur pori yang kaya akan bahan berpori. Oleh karena itu, bidang penelitian penting lainnya terkait pencetakan 3D tantalum berpori adalah tantalum berpori. Namun, sejak pengembangan logam cetakan 3D hingga saat ini, relatif sedikit penelitian yang dilaporkan mengenai bahan tantalum berpori cetakan 3D. Universitas Leuven, Belgia, merealisasikan pembuatan bahan tantalum berpori dengan struktur pori yang seragam dengan menggunakan bubuk tantalum logam bulat sebagai bahan baku pada tahun 2015, dan mengevaluasi sifat mekaniknya secara komprehensif.

Hasil pengujian tegangan-regangan tekan menunjukkan kuat luluh sebesar 12,7 MPa s 0,6 MPa, tegangan dataran tinggi sebesar 21,8 MPa s 0,9 MPa, modulus elastisitas tekan sebesar 1,22 GPa s 0.07 GPa, dan daerah dataran tinggi kurvanya halus dan tidak bergerigi, yang menunjukkan bahwa bahan tantalum berpori yang dibuat oleh SLM memiliki plastisitas yang sangat baik, dan modulusnya sangat cocok dengan modulus tulang kanselus manusia. Selain itu, batas kelelahan tekan tantalum berpori adalah 7,35 MPa (10⁶ kali), yang menunjukkan ketahanan yang tinggi terhadap pembebanan siklik.
Saat ini, tantalum dan tantalum berpori dianggap sebagai bahan implan ortopedi biokompatibel terbaik, dan penerapan tantalum berpori cetakan 3D di Tiongkok berada di garis depan dunia. Pada tahun 2016, di bawah dukungan Program Penelitian dan Pengembangan Utama Kementerian Sains dan Teknologi, Institut Penelitian Logam Nonferrous Northwest (NWMRI), bersama dengan Rumah Sakit Southwest, menyelesaikan kasus pertama di dunia persiapan tubuh implan tantalum berpori cetakan 3D e-beam bubuk yang dipersonalisasi dan mencapai aplikasi klinis. Saat ini, Institut Penelitian Logam Nonferrous Northwest dan bawahannya Xi'an Sailon Metal Materials Co. telah merealisasikan cakupan seluruh rantai industri bahan baku bubuk, peralatan pembentuk berkas elektron, dan proses implan tantalum berpori medis.