Titani porós

Les tècniques de fabricació per al titani porós tenen un paper fonamental en la adaptació de l'estructura i les propietats dels implants per complir els requisits biomèdics específics. S’utilitzen diversos mètodes per crear estructures poroses, com ara metal·lúrgia en pols, fusió làser selectiva (SLM), fusió de feixos d’electrons (EBM), impressió 3D, etc. Aquestes tècniques permeten un control precís sobre la mida del porus, la distribució i l’arquitectura general, que afecta la resistència mecànica, la permeabilitat i la integració biològica. La selecció d’un mètode de fabricació depèn de l’aplicació desitjada i de l’equilibri entre la integritat estructural i la funcionalitat biològica en implants porosos de titani per a ús mèdic.

Metal·lúrgia en pols (MP)
La tècnica de metal·lúrgia en pols proporciona els avantatges del control precís sobre la porositat, la capacitat de crear geometries complexes i millorar les propietats mecàniques a causa d’eliminar alguns passos de fabricació tradicionals. Per als aliatges de titani porosos, la PM utilitza partícules en pols d’aliatges TI per crear estructures poroses. El procés consisteix en la combinació de pols, la compactació i la sinterització per formar una bastida porosa

Mètode de sinter
El mètode de sinterització és un mètode tradicional per preparar materials metàl·lics, que està fabricat en metall com a matèria primera en un buit o atmosfera protectora mitjançant un tractament tèrmic a alta temperatura. El mètode de sinterització també és un mètode de preparació habitual de Ti porós. Segons diferents mètodes d’obtenció d’estructura de porus, es pot dividir en mètode d’agents formadors de porus, enredament de fibres, mètode d’apilament de microsfera, procés de sofregit d’esponja.

Mecanitzat electroquímic
El mecanitzat electroquímic (ECM) és un procés de mecanitzat modern que es basa en eliminar els àtoms de la peça per dissolució electroquímica (ECD) basat en els principis de Faraday.

Tècnica de replicació d’escuma
Una plantilla sacrificial, sovint feta d’escuma de polímer, s’infiltra amb un purí d’aliatge TI. Després de la solidificació, la plantilla s’elimina, deixant enrere una estructura porosa de titani.

Modelat per injecció de metall
La pols d’aliatge de titani es combina amb un material d’enquadernador per crear una matèria primera. Després, la matèria primera s’injecta en un motlle, formant una part verda porosa, que després es sinteritza per aconseguir l’estructura porosa final.

Ruixat de plasma
Les partícules d’aliatge de titani es fonen en una flama de plasma i es dipositen sobre un substrat, creant un recobriment porós. Aquesta tècnica s'utilitza sovint per a la modificació de la superfície per millorar l'osointegració.

Impressió 3D
Diverses tècniques d’impressió 3D, com ara aglutinants o EBM, s’utilitzen per construir estructures de titani poroses per capa, oferint flexibilitat i precisió del disseny.

Lixiviació de partícules de fosa de dissolvents
La lixiviació de partícules de colada de dissolvents és un mètode eficaç per crear estructures de titani poroses. En aquest procés, la pols de metall TI es barreja en una solució de polímer que consisteix en un dissolvent com el cloroform i un polímer soluble com el clorur de sodi o el polietilenglicol (PEG). La barreja es llança en una forma de motlle desitjada i després s’asseca de manera que el polímer forma un compost de matriu amb partícules Ti incrustades. El compost està immers en aigua, que es dissol i es desprèn de les partícules de sal o PEG. La lixiviació de partícules de polímer deixa porus de mides i distribucions controlades dins de la matriu TI. Es poden adaptar propietats com els percentatges de porositat i la interconectivitat dels porus ajustant la proporció de partícules de polímer-titani. Després de la lixiviació, la bastida de titani porós manté la forma del motlle original. Així, l’enfocament de lixiviació de partícules de solvents proporciona una forma senzilla i barata de fabricar el titani porós amb porus oberts i interconnectats adequats per a l’ingrés òssia necessaris en els implants biològics i les bastides d’enginyeria de teixits.

Mètode de deposició
Ti i aliatge de titani són biomaterials inerts típics. Per escurçar el període de curació després de la implantació i millorar la capacitat de l’implant per unir -se a l’os humà, l’activació de la superfície de Ti porosa i aliatge de titani és un mètode eficaç. Els mètodes de modificació de la superfície de l'aliatge porós Ti i el titani inclouen principalment un mètode mecànic, mètode físic, mètode electroquímic, mètode químic i mètode bioquímic (deposició reactiva, electrodeposició, evaporació de buit, polvorització de plasma, etc.).

Síntesi hidrotermal
Implica una reacció entre els precursors de TI en una solució aquosa a temperatures i pressions elevades, formant estructures de titani poroses.

Fabricació de filament fusionada
La fabricació de filament fusionada (FFF) utilitza un filament continu d’aliatge Ti, que es fon i s’extreu capaç per a la capa per crear una estructura porosa. La tècnica FFF s'utilitza habitualment a la impressió 3D d'escriptori.

El tractament de l’aigua potable i les aigües residuals industrials pel mètode d’ozó és una tecnologia que s’ha desenvolupat ràpidament a casa i a l’estranger en els darrers anys. Aquest mètode és: L’ozó s’aboca uniformement a les aigües residuals a través de la placa porosa i la reacció química es produeix amb les aigües residuals, per aconseguir el propòsit de desinfecció, descolorització i purificació.

Per tant, es requereix que la làmina porosa utilitzada sigui resistent a la corrosió per les aigües residuals industrials i l’ozó, i tingui una alta porositat i una taxa de gas, una mida de porus distribuïda uniformement i una certa força. Algunes unitats del meu país que utilitzen el mètode de l’ozó per tractar les aigües residuals han utilitzat plaques poroses de clorur de polivinil, plaques poroses ceràmiques, plaques poroses de vidre i altres materials en el passat, però no poden complir els requisits a causa de la mala resistència a la corrosió i la baixa resistència. Plaques de titani poroses Això soluciona aquest gran problema.

Actualment, les plaques de titani poroses s’han utilitzat com a plaques de difusió d’ozó en el tractament de les aigües residuals d’impressió, el tractament d’aigües residuals de colorant orgànic, el tractament d’aigües residuals de refinació de petroli, el tractament de les aigües residuals hospitalàries i el tractament d’aigües residuals del motor de coets. En el tractament de les aigües residuals d’impressió de pel·lícules, l’ús original de plaques perforades per clorur de polivinil té una vida útil de només 350 hores i la vida útil s’incrementa fins a 3 anys després de la substitució de plaques de titani poroses. En el tractament de l’ozó de les aigües residuals de la refineria de petroli, es van utilitzar originalment plaques perforades per clorur de polivinil, però la taxa d’absorció d’ozó va ser només del 65%, cosa que va desaprofitar molta ozó i va augmentar el cost del tractament d’aigües residuals. L’ús de plaques de titani porós va augmentar la taxa d’absorció d’ozó fins al 85%. , Que millora considerablement l’efecte de processament.

A més, les plaques de titani poroses també es poden utilitzar com a filtres diversos, dispositius d’osmosi inversa i materials mèdics. En resum, Porous Titanium Plate, un nou tipus de material, ara ha mostrat la seva forta vitalitat i s’utilitzarà àmpliament en tots els aspectes de la vida en el futur.