从研发走向应用:贺利氏Heraeus和格拉茨大学合作3D打印非晶态金属医疗设备

3D打印资讯
2021
03/04
10:05
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本帖最后由 眼镜熊 于 2021-3-5 19:49 编辑

导言:2019年,贺利氏Heraeus以生产了世界上最大的3D打印非晶态金属零部件在行业中闻名。而这家公司旗下的HeraeusAMLOY是目前世界上唯一一家同时掌握注塑和3D打印两种技术来加工非晶态金属材料的制造商。2020年,Heraeus AMLOY和通快TRUMPF合作推动非晶态金属的工业级3D打印技术。2021年这家公司又和格拉茨大学合作将这项技术应用在医疗设备制造领域。

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△Heraeus推特发布与格拉茨大学合作3D打印非晶态金属医疗设备

南极熊获悉,2021年3月1日Heraeus在它的官方社交媒体推特上宣布正式与奥地利第二大和第二古老的大学——格拉茨大学合作致力于革新医疗技术,将非晶态金属材料制成新型医疗设备。作为医学应用临床增材制造项目(CAMed)的一部分,这项研究的重点在于完善整个领域的生产链。从设计开发针对患者的假肢或者植入物,到如何与诊所密切合作、制造和使用非晶态金属医疗产品。由于非晶态合金具有非凡的机械性能,可以适应人体并且生物相容性非常好,新的3D打印设备有望比现有的钢或钛设备在性能上有着更加显著的提高。

来自3D打印机的无定形植入物(此处为radius骨板)可适应骨骼的运动并促进愈合过程。.jpg
△来自3D打印机的无定形植入物(此处为radius骨板)可适应骨骼的运动并促进愈合过程

传统医疗植入物的局限
迄今为止,大多数金属医疗植入人物都是由不锈钢、钴铬合金或者金属钛制成的。尽管这些材料植入人体之后能够发挥支撑作用,但是却消解不了患者身体组织生长所产生的作用力,长时间使用弹性较差的植入物还可能会导致疲劳性骨折。因此,生产、应用新型具有良好弹性、生物相容性以及更加符合人体工学的医疗设备将会为患者提供更好的医疗服务。而增材制造技术的加入能够使得加工过程更加简易、精细。南极熊之前有介绍过美国NexusSpine公司发布的新型3D打印脊柱植入物就是3D打印技术与医疗的完美结合。

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△澳大利亚医疗设备公司Anotomics以前曾进行3D打印的钛肋骨植入物

为什么要使用非晶态金属材料?
非晶态金属又叫金属玻璃,是由熔融态金属急速冷冻形成的。通过急速冷冻技术,金属原子不会形成稳定的晶格,而是以无序的方式排列。这使得非晶态金属的原子间距远远大于金属晶体,因此这种材料也不会像普通金属材料那样拥有晶界和相界,而且具有特殊的硬度和很高的弹性。不仅如此,这种材料还有着优异的机械性能,具有高于平均水平的耐腐蚀性。同时,它的生物相容性也十分良好。因此,在航空航天、医疗技术、机器人技术或者电动汽车等领域都有着很大的潜力。

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△左:普通金属;右边:非晶态金属

△非晶态金属

非晶态金属材料的制造技术与应用在国外已经逐渐形成产业,但是国内的市场却有待进步。2016年,大连交通大学曾运用3D打印技术制造非晶态金属。时至今日,对于这项技术在国内的市场推广仍然需要很长的一段路要走。南极熊期待这项技术在国内的发展和市场应用能够加快步伐,打破海外公司的垄断,走向世界舞台!


参考阅读:


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